Способ моделирования проветривания карьера

Способ моделирования проветривания карьера

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИ

ИЗОБРЕТЕН И

И АВТОРСКОМУ СВИДВЯЛЬСТВ

37535 (6l) Дополнительное к аат. свил-ву(22) Заявлено02.06.77 (21) 2491776/22 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Кл

21 V 1/02

Государственный комитет

Совета Министров СССР оо делам изобретений и открытий

53.072:

2,457(088.8) (43) Опубликовано1 5.12.78.Бюл летен ь % (4о) Дата опубликования описания18.1 -. !

1, A. ll. Бордий и В. С. Азаров

/ " !.:, . и е

Днепропетровский филиал Всесоюзного научно-исследовательского и проектно»конструкторского института горнорудного машиност оения (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54} СПОСОБ МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРОВЕТРИВАНИЯ

КАРЬЕРА

Известен способ моделирования свободных турбулентных струй, заключающийся в геометрическом моделировании параметров вентиляционной струи )1)

Недостатком данного способа является необходимость создания модели больших 5 объемов.

Известен также способ моделирования проветривания карьера, заключающийся в создании вертикальной вентиляционной .струи, взаимодействующей с рабочей сре- 10 дой модели (2 .

Бель изобретения - повьцпение точности моделирования путем получения распределения плотности, аналогичной атмосфере карьера.

Указанная цель достигается тем, что по предлагаемому способу в рабочей сре де модели -воде растворяют тяжелые соли, причем одновременно нагревают верхние слои рабочей среды и охлаждают ее нижние слои.

На чертеже показана схема устройства для осуществления предлагаемого способа моделирования.

Устройство состоит из модели 1 карьера и прилегающего воздушного бассейна, нагревателя 2т,холодильника 3, насадка 4, системы 5 подготовки и подачи воды в насадок, датчиков 6 для измерения температуры, датчиков 7для измерения концентрации соли и термоанемометров 8 для измерения скорости движения воды в струе.

Для создания необходимой инверсии модель 1 заполняют водой, включают нагреватель 2 и холодильник 3. По достижении необходимой разности температур подают воду в насадок 4 под необходимым напором и с определенной темцературой. Параметры струи определяют визуально за счет предварительного подкрашивания струи воды, а также датчиками 6 температуры и термоаиемоме» трами 8.

Ввиду того, что в приведенных условиях разность температур верхних и нижних слоев воды ограничивается температурами замерзания и кипения воды, для моделирования глубокой инверсии плот637535 несть нижних слоев воды увеличивают растворением в них тяжелых солей. Так, растворение поваренной соли позволяет увеличить удельный вес воды на 25 /.

Контроль степени растворения солей про- м изводят датчиками 7.

Пример . Производится моделирование проветривания карьера иэотермической вертикальной струей с начальными параметрами: скорость истечения 300 м/с у1й радиус 0,5 м при инверсионном состоянии атмосферы, характеризуемом вертикальным градиентом II =- 0,01 град/м.

Геометрический масштаб моделирования

0,002. Скорость в струе при диаметре М

conna l мм 3,4 м/с. Из условия равенства критериев Архимеда на модели и естественных условиях разность температур о составляет 75 С на высоте 600 мм, о при этом температура нижних слоев 5 С М .о верхних 80 С, При указанных условиях сняты параметры струи по сечениям, определена ее дальнобойность и -характер распределения массы, :поднятой струей, после достижения максимальной высоты. 25

Для условий инверсии с $ =0,05 ãpàä/ì моделирование с соблюдением равенства критериев только за счет температуры не удается,Для получения необходимой разности в плотностях нижних и верхних слоев при при- - Е веденных выше условиях необходимо получить в нижних слоях 25%-ный раствор поваренной соли.

Предлагаемый способ по сравнению с известными имеет следующие преимущества:

- возможность создания и поддержания в течение всего времени эксперимента значительных градиентов, так как в данных условиях теплоперенос конвек- @ дней практически отсутствует,.а молекулярная диффузия в.жидкости значительно медленее, чем в газах; — благодаря меньшей кинематической вязкости воды по сравнению с воздухом облегчается соблюдение динамических критериев подобия, что позволяет иметь меньшую начальную скорость струи, а следовательно уменьшаются размеры струи и модели; — моделирование проводится при соблюдении полного физического подобия продесса (геометрического, динамического и теплового).

Предлагаемый способ моделирования позволяет изучить характер распространения струй в стратифидированной атмосфере и углубить методику расчета таких струй. Кроме того, данный способ может быть использован при выборе схем проветривания карьеров путем моделирования, что повышает точность работ по созданию средств проветривания конкретных карьеров.

Формула изобретения

Способ моделирования проветривания карьера, заключающийся в создании вертикальной вентилядионной струи, взаимодействующей с рабочей средой модели, отличающийся тем, что, с делью повышения точности моделирования путем получения распределения плотности, аналогичной атмосфере карьера, в рабочей среде модели-воде растворяют тяжелые соли, причем одновременно нагревают верхние соли рабочей среды и охлаждают ее нижние слои.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Абрамович Г. Н, Теория турбулентных струй. М., 1960, с. 12.

2. Бухман Я, 3. и др, Тепловое моделирование проветривания карьеров.

"Микроклимат, воздухообмен и искусственное воздействие .на атмосферу карьеров", Труды Главной геофизической обсерватории. Вып. 359, Л., Гидрометеоиздат, 1975, с. 56.

Составитель Э. Руднева

Редактор Е. Яковчик Техред Н. Андрейчук Корректор Н. Ковалева

Заказ 7067/24 Тираж 692 Подписное

UHHHHH Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушскаи наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r, Ужгород, ул. Проектная, 4