в зависимости от угла поворота форсунки:
Таблица 1
Результаты влияния активного регулятора на величину изменения давления в воздухопроводе
Угол поворота форсунки, град.
|
Величина изменения давление, Па
|
Расхождение, %
|
Величина изменения давление, Па
|
Расхождение, %
|
Величина изменения давление, Па
|
Расхождение, %
|
теорет.
|
экспер.
|
теорет.
|
экспер.
|
теорет.
|
экспер.
|
dф/dТ = 0,015 / 0,25
|
dф/dТ = 0,02 / 0,25
|
dф/dТ = 0,025 / 0,25
|
0
|
11,24
|
11,73
|
4,2
|
9,56
|
9,73
|
1,7
|
6,03
|
6,37
|
5,3
|
15
|
10,8
|
10,06
|
6,8
|
9,19
|
8,72
|
5,1
|
5,8
|
5,85
|
0,9
|
30
|
9,73
|
9,22
|
5,2
|
8,27
|
7,95
|
3,9
|
5,22
|
5,03
|
3,6
|
45
|
7,95
|
7,54
|
5,2
|
6,75
|
6,2
|
8,1
|
4,26
|
4,19
|
1,6
|
60
|
5,62
|
5,03
|
10,5
|
4,78
|
4,52
|
5,4
|
3,02
|
2,85
|
5,6
|
75
|
2,9
|
2,51
|
13,4
|
2,47
|
2,38
|
3,6
|
1,56
|
1,51
|
3,2
|
90
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
Сравнение полученных экспериментальных результатов с теоретическими расчетами указывает на их удовлетворительную сходимость. Из представленных данных видно, что при углах поворота форсунки до α = 45° погрешность не превышает 10 %. При приближении к углу α = 90° давление, развиваемое активным регулятором, уменьшается и при α = 90° hф = 0. Уменьшение влияния регулятора на величину изменения давления связано с изменением структуры потока. В этом случае в зоне работы форсунки в результате реакции стенок происходит разделение воздушного потока на противоположные направления, что соответствует увеличению сопротивления воздухопровода.
С целью определения влияния активного регулятора на вентиляционную систему рассмотрим схему (рис. 2).
Рис. 2. Четырехконтурная расчетная вентиляционная схема
Аэродинамические сопротивления ветвей и количество протекающего воздуха в них для расчетной схемы приведены в табл. 2. Так как в шестой ветви количество протекающего воздуха равно нулю, то для повышения эффективности проветривания данной ветви установим активный регулятор. В качестве активного регулятора выбираем вентилятор местного проветривания ВМ-6м, производительность которого 8 м 3/с.
Задачу решаем в следующей последовательности. Вначале определяем величину изменения депрессии ветви при работе активного регулятора. Суммарная величина изменения депрессии при работе активного регулятора с учетом воздействия всасывающего отверстия будет определяться зависимостью
(3)
где 1,2 — коэффициент, учитывающий влияние всасывающего отверстия вентилятора на величину изменения депрессии выработки [3].
В нашем случае параметр dТ должен соответствовать гидравлическому диаметру заданного сечения выработки, который определяется из выражения dТ = 4 S/C, где С — периметр поперечного сечения выработки, м. Периметр поперечного сечения выработки может быть найден по формуле С = kф, где kф — коэффициент формы сечения. Согласно [3] для круглого kф = 3,54; для арочного kф = 3,8; для квадратного kф = 4; для трапецеидального kф = 4,16. С учетом изложенного, для выработки сечением в свету S = 7 м 2, dТ = 4·7/4,16 = 2,54 м.
Средняя скорость потока воздуха на выходе из активного регулятора определяется из условия υв=Qв / Sв, где Qв — производительность активного регулятора, м3/с; Sв — поперечное сечение выходного отверстия активного регулятора, м2, которое определяется по формуле Sв = πd2/4. Диаметр выходного отверстия активного регулятора диаметром с учетом установки конфузора принимаем равным d = 0,5 м. В нашем случае скорость потока воздуха на выходе, при производительности вентилятора 8 м3/с, составит 40,8 м/с. Подставляя исходные данные в формулу (3), находим, что hв = 1,2 · 1,2 · (0,5/2,54)2 · 40,82 · 1 = 92,89 Па.
В этом случае система уравнений, описывающая заданную схему с учетом независимых расходов Q0, Q1, Q3, Q7, имеет вид
Для ее решения используем метод линеаризации по Ньютону. Обозначив поправки к расходам воздуха в ветвях R0, R1, R3 и R7 соответственно через ΔQ0, ΔQ1, ΔQ3, ΔQ7, выразим остальные через заданные. Распределение поправок с увязкой по первому закону сетей представлено на рис. 3.
В этом случае система уравнений для определения поправок запишется следующим образом:
После подстановки численных значений сопротивлений ветвей и принятых расходов воздуха, а также приведения подобных система уравнений преобразуется к следующему виду:
Решая данную систему, например методом Гаусса, находим следующие значения поправок к расходам воздуха: ΔQ0 = 0,00003 м3/с; ΔQ1 = –0,184 м3/с; ΔQ2 = 0,18403 м3/с; ΔQ3 = –1,554 м3/с; ΔQ4 = –1,738 м3/с; ΔQ5 = 1,73803 м3/с; ΔQ6 = 11,19603 м3/с;
Δ Q7 = –9,458 м 3/с; Δ Q8 = 9,45803 м 3/с.
С учетом найденных поправок исправляем принятые расходы воздуха: Q0 = 50,00003 м3/с; Q1 = 17,816 м3/с; Q2 = 32,18403 м3/с; Q3 = 2,446 м3/с; Q4 = 20,262 м3/с; Q5 = 29,73803 м3/с; Q6 = 11,19603 м3/с; Q7 = 18,542 м3/с; Q8 = 31,45803 м3/с.
Для исправленных расходов воздуха проверяем согласно второму закону сетей невязки депрессии по контурам: Δh1= 13,151 Па; Δh2=0,918 Па; Δh3=335,716 Па; Δh4=341,637 Па.
Полагая, что заданная точность расчетов обеспечивается при |Δh| ≤ 0,01 Па, продолжаем подобным образом определять поправки расходов воздуха к ранее найденным, после пятой итерации невязки депрессии не превышают заданную точность. Итоговые результаты приведены в табл. 2.
Сопоставляя данные по распределению воздуха в сети до работы активного регулятора и при его работе, мы видим, что общее количество воздуха, поступающее в вентиляционную сеть, практически не изменилось. В самой сети в выработках, прилегающих к месту расположения активного регулятора, произошли существенные изменения в распределении расходов воздуха. Так, например, из табл. 2 следует, что в шестой ветви количество протекаемого воздуха увеличилось с 0 до 4,5 м3/с, в седьмой — уменьшилось на 3,8 м3/с, а в восьмой увеличилось на 3,8 м3/с.
Оценивая, в целом, воздействие активного регулятора на характер изменения расходов воздуха, следует отметить, что его влияние будет зависеть от величины изменения давления и места расположения в вентиляционной сети.
Рис. 3. Распределение поправок к расходам воздуха с увязкой по первому закону сетей
Таблица 2
Распределение расхода воздуха в вентиляционной сети
Номер ветви
|
Распределение расходов воздуха в вентиляционной сети
|
Невязка депрессии по контурам, Па
|
Изменение, %
|
Rn, Па·с2/м6
|
до работы активного регулятора
|
после включения в работу активного регулятора
|
Qn, м3/с
|
RnQn2, Па
|
Qn, м3/с
|
RnQn2, Па
|
0
|
0,012
|
50
|
30
|
49,96307
|
29,955
|
Δh1 = 0,0008
Δh2 = 0,0003
Δh3 = –0,0017
Δh4 = –0,0001
|
0,07
|
1
|
0,4568
|
18
|
148
|
17,91618
|
146,642
|
0,46
|
2
|
0,138672
|
32
|
142
|
32,04689
|
142,406
|
0,14
|
3
|
0,375
|
4
|
6
|
3,35126
|
4,208
|
16,22
|
4
|
0,6405
|
22
|
310
|
21,26744
|
289,689
|
3,33
|
5
|
0,403063
|
28
|
316
|
28,69563
|
331,899
|
2,42
|
6
|
2,6913
|
0
|
0
|
4,51665
|
54,976
|
100
|
7
|
0,07717
|
28
|
60,5
|
24,17898
|
45,104
|
13,65
|
8
|
0,125
|
22
|
60,5
|
25,78409
|
83,119
|
14,68
|
9
|
0,24
|
50
|
600
|
49,96307
|
599,105
|
0,07
|
Достарыңызбен бөлісу: |