Расчет аэродинамических сопротивлений горных выработок

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

ИРКУТСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ

ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ОТЧЕТ О ПРАКТИЧЕСКОЙ РАБОТЕ № 1

по дисциплине “Аэрология горных предприятий”

Иркутск 2022 г.

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 1

Вариант № 15

Методика расчета аэродинамических сопротивлений горных выработки

Аэродинамическое сопротивление горных выработок — это сопротивление, которое преодолевает воздух при движении по сети горных выработок.

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, 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.

Сила, которая оказывает на тело такое же действие, как несколько одновременно действующих сил называется силой трения, а вызываемое ею сопротивление – сопротивлением трения.

При проветривании подземных горных выработок движущийся воздух преодолевает три вида аэродинамического сопротивления:

• сопротивление трения (о стенки воздуховода и о стенки горной выработки);
• местные сопротивления (вызванные поворотами вентиляционного трубопровода и горных выработок, их сужениями, расширениями и изменением формы сечения);
• лобовые сопротивления, вызванные наличием расстрелов при строительстве ствола, горной техники (ПДМ, вагонетки, бадьи и т.п.) и другого оборудования.

Расчет аэродинамического сопротивления трения горных выработок  рассчитывается по формуле, Н· / :[pic 1][pic 2][pic 3]

[pic 4]

где  – коэффициент аэродинамического сопротивления, Н· / ;[pic 5][pic 6][pic 7]

      P – периметр горной выработки, м;

      L – длина горной выработки, (сумма всех длин ) м;[pic 8]

      S – площадь поперечного сечения горной выработки, .[pic 9]

Периметр горной выработки может быть определен через коэффициент формы горной выработки :[pic 10]

[pic 11]

Значение  зависит от формы поперечного сечения горных выработок: для прямоугольной формы  = 4,21.[pic 12][pic 13]

Найдем периметр горной выработки по заданным параметрам:

[pic 14]

Найдем величину местных сопротивлений () и эквивалентную длину поворотов горных выработок поперечным сечением S, если известно, что он по всей длине имеет пять поворотов.[pic 15]

[pic 16]

где ξ – коэффициент местного сопротивления, безразмерный;

ρ – плотность воздуха, ρ = 1,2 Н· / ;[pic 17][pic 18]

Коэффициент местного сопротивления гладкой выработки может быть определен по формуле:

[pic 19]

где γ – угол поворота, выраженный в радианах, т.е.