Аэрология

Download 1,7 Mb. bet 49/192 Sana 21.05.2022 Hajmi 1,7 Mb. #606668 Turi Учебник

Bog'liq
Ушаков КЗ Аэрология горных предприятий 1987

Bu sahifa navigatsiya:

• Сопротивление шахтных стволов

-	—	±	ТГ"	—r	\ \ 7
-4 --■7 i
it 47r	-fi
						^..
:^s	№		. tfrr	A-ll- EpPP
		+m
					-u4_^		rp=p
					I—p+_	—_,		i
i					^J	^		■"^		-1
				'		__
[	—	i	7		~и7	—-		.

0,1 12 5W ?(]<■ W³ W⁴ 10⁵ RE
Выразив скорость движения воздуха через его расход Q, най­дем, что
h = к_л (р/2) [SJ(S — S_U)*\ Q² - *Q^a; (7.24)
R = k_a (p/2) [S„/(S--S_M)²], (7.25)
где R — аэродинамические сопротивления объекта лобового со­противления, Н-с²/м⁸.
Коэффициент лобового сопротивления зависит от числа Рей­нольдса, формы и степени шероховатости поверхности тела. Рез­кое уменьшение значения &_л при Re = 4-10⁵ соответствует переходу ламинарного движения в пограничном слое потока около тела в турбулентное (рис. 7.9). При дальнейшем увеличении числа Re коэффициент к_л принимает постоянное значение, что имеет место в шахтных условиях. Коэффициент к_л может существенно изме­няться под влиянием соседних тел (особенно при расположении их вдоль потока). Например, лобовое сопротивление двух сопри­касающихся цилиндров составляет 47 % сопротивления одного ци­линдра. Второй цилиндр в этом случае полностью погружается в вихревую зону первого цилиндра, а так как разрежение в этой зоне, вызываемое срывом струй, уменьшается вдоль потока, то
107

на второй цилиндр действует сила, направленная навстречу по­току, вследствие чего коэффициент к_л уменьшается. Увеличение расстояния между цилиндрами вызывает увеличение коэффици­ента к_л (взаимное влияние цилиндров прекращается при расстоя­нии между цилиндрами >100D (D — диаметр цилиндра). Коэф­фициент лобового сопротивления может быть значительно умень­шен приданием телу удобообтекаемой формы. Так, если на цилиндр надеть обтекатель, придающий поперечному сечению ци­линдра каплеобразную форму, значение к_л может быть умень­шено в 8—10 раз, а применение обтекателей (в форме полуэл­липса) и на лобовой части цилиндра позволяет уменьшить его еще почти в 2 раза. Некоторое уменьшение значения к_л может быть достигнуто уменьшением степени шероховатости поверхно­сти тела.
7.5. Сопротивление шахтных стволов
Шахтные стволы обычно загромождены элементами армировки, лестничными отделениями, трубопроводами и др. Поэтому общее сопротивление ствола слагается из сопротивления трения воздуха о его поверхность и лобовых сопротивлений загромождающих тел. Хотя лобовые сопротивления имеют большой удельный вес, для удобства расчетов их приравнивают к некоторому условному сопротивлению трения, вследствие чего коэффициент трения ствола а увеличивается.
Удельный вес депрессии, создаваемой стволами, в общей де­прессии шахты значителен. В глубоких шахтах он может дости­гать 50 %■ Расчет депрессии и сопротивления стволов произво­дится по формулам (7.9) и (7.10), в которых значение а опреде­ляется с учетом сопротивления трения и лобового сопротивления загромождающих тел.
Основное сопротивление движению воздуха в стволах оказы­вают элементы армировки, трубопроводы, лестничные отделения. Поэтому значение а зависит в основном от размеров и профилей поперечного сечения элементов армировки (степени их удобооб-текаемости), их взаимного расположения в сечении ствола и по его длине, степени загроможденности сечения ствола. В стволах значение а не зависит от числа Re и незначительно зависит от степени шероховатости их поверхности. Лестничное отделение увеличивает сопротивление ствола на 25—30%. Из-за многочис­ленности определяющих факторов значение а устанавливается от­дельно для каждого типа ствола. Для отечественных стволов в зависимости от схемы их армировки значение а находится в пре­делах 25-Ю^-3—65- Ю^-'³ Н -с²/м⁴. Для неармированных стволов, закрепленных бетоном и тюбингами, значение а равно соответ­ственно (1,54-4) 10-з _и (7-МЗ) 10"³ Н.с²/м⁴.
Известно несколько способов расчета коэффициента а, осно­ванных на учете лобового сопротивления элементов армировки стволов. Общие потери энергии принимаются равными сумме
108
частных потерь на обтекание каждого расстрела. При этом учи­тывается положение расстрела в сечении ствола и связанное с этим изменение скорости его обтекания. Поэтому расчетные формулы получаются весьма громоздкими. Для быстрого опреде­ления коэффициента трения бетонных стволов рекомендуется эм­пирическая формула П. И. Мустеля

Download 1,7 Mb.

Do'stlaringiz bilan baham: