Вентиляционное (аэродинамическое) сопротивление горных выработок — сопротивление, которое преодолевает воздух при движении по сети горных выработок. Подразделяется на сопротивление трения, лобовое сопротивление и местные сопротивления.
При движении воздуха по выработкам вследствие эффекта прилипания и вязкости в потоке появляются силы трения. Поскольку стенки выработок шероховаты, движущийся вдоль них поток оказывает давление на погруженные в него выступы шероховатости (см. Шероховатость выработок), вследствие чего появляется вторая составляющая силы сопротивления — сила давления. Так как выступы шероховатости обычно распределены относительно равномерно по длине и сечению выработки, принято считать, что обе силы равномерно распределяются по всей поверхности выработки и везде проявляются совместно. Результирующая сила условно называется силой трения, а вызываемое ею сопротивление — сопротивлением трения
Формула, связывающая количество (или скорость) протекающего по выработке воздуха с потерей давления и размерами выработки (трубопровода), имеет вид:
Эта формула имеет большое значение при различных вентиляционных расчетах.
Лобовые сопротивления — сопротивления тел, обтекаемых потоком, слагающиеся из сопротивления трения и сопротивления формы. Последнее является результатом срыва потока с поверхности обтекаемого тела и значительных вихреобра-зований за ним. Соотношение между сопротивлениями трения и формы и их величина зависят от конфигурации тела и положения его в потоке, состояния поверхности тела (относительной шероховатости) и числа (Re) Рейнольдса.
Лобовое сопротивление оказывают стойки, поставленные посредине выработки (ре-монтины), и расстрелы в шахтном стволе.
Местные сопротивления — сопротивления, приуроченные к определенному месту выработки, к ним относятся крос-синги, вентиляционные окна, повороты, внезапные расширения и сужения выработок и т. д. При прохождении через них быстро изменяются конфигурация и структура потока, вследствие чего происходит отрыв пограничного слоя от стенок выработки с образованием около них вихревых зон, воздух которых не участвует в общем поступательном движении. Источником потерь давления при этом являются невосстанав-ливаемые потери живой силы в результате обмена количествами движения частиц основного потока и вихревых зон.
Потеря давления при прохождении местного сопротивления прямо пропорциональна коэффициенту местного сопротивления и скоростному напору воздуха.
Коэффициент местного сопротивления — величина безразмерная, обычно определяемая экспериментальным путем для каждого вида местных потерь. Потери относят либо к скорости до местного сопротивления, либо к скорости после него.
Горнопромышленный Портал России
просмотров: 3446