Способ определения утечек воздуха на модели и устройство для его осуществления

Способ определения утечек воздуха на модели и устройство для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик о;. аип в. 4

ИЗОБРЕТЕНИЯ н1)767359

К АВТОРСХОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6t) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 260578 (21) 2621093/22-03 с присоединением заявки Йо (23) Приоритет

Опубликовано 300980. Бюллетень Ио 36 (53)м KB 3

E 21 F 1/02

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 622. 48 (088.8) Дата опубликования описания 05.1080 (72) Авторы изобретения

В. A. Ярцев, Л. В. Ладыничев и В. В. Токмаков

Свердловский ордена Трудового Красного Знамени горный институт им. В. В. Вахрушева (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УТЕЧЕК ВОЗДУХА HA МОДЕЛИ И УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к области горной промышленности и может быть использовано для определения аэродинамических параметров материала на модели. 5

Известен способ определения аэродинамических параметров и утечек воздуха на модели, заключающийся в продувке исследуемого материала различными количествами воздуха, при этом для каж- 10 дого режима измеряют расход воздуха и перепад давления. Затем по экспериментальным данным в координатах получают зависимости, которые характеризуют аэродинамические параметры матери- 15 ала.

Этот способ осуществляется на модели известной конструкции, представляющей собой герметичную камеру, в которую помещается испытываемый ма- 20 териал. С одной стороны камеры вентилятором создается разрежение или напор, с другой стороны камера снабжена устройством для измерения малых расходов воздуха (1) . 25

Недостатком этого способа и устройства для его осуществления является то, что гри определении аэродинамических параметров материала возникает трудность в измерении малых рас- 30 ходов воздуха, которые при небольшом перепаде давления и низкой газопроницаемости исследуемых материалов находятся в пределах 10 -10 м /с, при этом погрешность устройства составляет 10-20%.

Известен способ определения утечек воздуха на модели, имитирукщей soapyхопроницаемые горные объекты, заключающийся в продувке через исследуемый объект при заданном давлении определенного количества газообразного агента; замере аэродинамических параметров исследуемого объекта и утечек, газообразного агента и устройство для его осуществления, включающее цилиндрическую камеру с поршнем и прессом, уплотнительную муфту, нагнетательный патрубок, соединенный с источником газообразного агента, штуцеры для замера перепада давления, микроманометр и отверстие выхода утечек газообразного агента с коллектором g2).

Недостатком этого способа и уст ройства для его осуществления является то, что они не обеспечивают достаточной точности измерения исследуемых параметров и требуют сложной та рировки.

767359

Целью изобретения является повышение тбчности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что в качестве газообразного агента используют индикаторный газ с заранее заданнОй начальной концентрацией, который после продувки через исследуемый объект смешивают с воздухом, измеряют дебит смешиваемого воздуха, концентрацию индикаторного газа в 6бщем смешанном потоке и иэ соотношения концентрации индикаторного газа в общем смешанном потоке, дебита смешиваемого воздуха и начальной концентрации индикаторного газа судят о T àэопроницаемости исследуемого объекта, а"ус ройство для осуществления способа снабжено соединительным патрубком, вентилятором, вентиляционным каналом, имеющим штуцер для отбора проб, редуктором постоянного давления, при этом вентилятор установлен в вентиляционном канале, соединительный патрубок одним концом соединен с отверстием выхода утечек газообразного агента, другим — с вентиляционным каналом, а редуктор постоянного давления установлен на конце нагнетательного патрубка, соединенном с источником газообразного ат.ента.

На чертеже показана принципиальная схема устройства для осуществления способа определения утечек воздуха на модели.

Устройство содержит цилиндрическую камеру 1 с поршнем 2 и прессом 3.

Герметичность камеры 1 и поршня 2 достигается эа счет уплотнительной муфты 4. Камера 1 соединена нагнетательным патрубком 5 с источником газооб. разного агента (баллоном сжатого воздуха) 6. На конце нагнетательного патрубка 5, соединенном с источником газообразного агента 6, установлен редуктор 7 постоянного давления. Итуцеры 8 для замера перепада давления соединены с микроманометром 9. Соединительный патрубок 10 одним концом соединен с отверстием выхода утечек газообразного агента 11, а другим— с вентиляционным каналом 12, в котором размещейы вентилятор 13 и штуцер

14 для отбора проб.

Способ осуществляется в следующей последовательности.

В цилиндрическую камеру 1 помещают исследуемый материал. Прессом 3 и . поршнем 2 устанавливают давление на исследуемый материал, соответствующее на модели определенной глубине обрушения. Включают вентилятор 13. Затем иэ источника газообразного агента 6 через редуктор постоянного давленйя

7 по йагнетательйому патруЬку 5 в камеру 1 подают индикаторный газ с заранее заданной начальной концентрацией. Перепад давления фиксируется мик романометром 9. После установившегося режима через 5-10 мин в вентиляционном канале 12 измеряют дебит смешанного потока воздуха с индикаторным газом и производят из штуцера 14 отбор газовых проб. По соотношению концентрации индикаторного газа в общем смешанном потоке, дебита смешиваемого воздуха и. начальной концентрации индикаторного газа определяют величину утечек газа через исследуемый материал при заданном перепаде давления. Посредством редуктора 7 изменя1О ют перепад давления. При каждом давлении производят замер утечек газа через исследуемый материал. Опыты повторяют несколько раз для возможности построения зависимости в коор15 динатах перепад давления — утечки газа. По полученным данным определяют аэродинамическое сопротивление материала и его газопроницаемость.

При помощи пресса 3 и поршня 2 возможно моделировать уплотнение куско-. вого материала практически для любой глубины обрушения.

Утечки газа определяют через исследуемый материал по формуле:

Со.п. @п

3.Г. С /

Н где C — концентрация индикаторного о.п. газа в общем потоке, об.Ъ; — дебит воздуха в общем пото-.п Ъ

30 ке, м /с;

С„ — начальная концентрация газа в баллоне, об.Ъ.

Применение нового способа и устройства для его осуществления позволяют с высокой точностью определять при моделировании гаэопроницаемость исследуемых материалов, что дает возможность с достаточной достоверностью рассчитывать аэродинамические параметры обрушений шахт. Высокая точность измере40 ний достигается за счет возможности регистрации малых концентраций индикаторного газа в общем потоке (СН4 до

0,00005Ъ) известными методами химического айализа на хроматографической установке

Применение индикаторного газа позволяет повысить точность измерений утечек воздуха через исследуемый материал в 10 раэ, а следовательно, 5р при переходе От модели к натуре ошиб ка измерений уменьшается в 10 раэ.

Формула изобретения

1. Способ определения утечек воздуха на модели, имитирующей воздухопроницаемые горные объекты, заклюЧающийся в продувке через исследуемый объект,под давлением определенного количества газообразного агента и замере аэродинамических параметров исследуемого объекта и утечек газообразного агента, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности измерения, в качестве газообразного агента используют инди767359

Составитель Э. Руднева

Редактор Д. Павлова ТеХред Е.Гаврылешко Корректор H. Бабинец

Подписное

Тираж 626

Заказ 7159/29

ЗНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 каторный газ с заранее заданной начальной концентрацией, который после продувки через исследуемый объект смешивают с воздухом, измеряют дебит смешиваемого воздуха, концентрацию индикаторного газа в общем смешанном потоке и из соотношения концентрации индикаторного газа в общем смешанном потоке, дебита смешиваемого воздуха и начальной концентрации индикаторного газа судят о гаэопроницаемости иоследуемого объекта.

2. Устройство для осуществления способа по п. 1, включающее цилиндрическую камеру с поршнем и прессом, уплотнительную муфту, нагнетательный патрубок, соединенный с источником газообразного агента, штуцеры для замера перепада давления, микроманометр и отверстие выхода утечек газообразного агента, о т л и.ч а ю щ ее с я тем, что устройство снабжено соединительным патрубком, вентилятором, вентиляционным каналом, имеющим штуцер для отбора проб, редуктором постоянного давления, при этом вентилятор установлен в вентиляционном канале, соединительный патрубок од- . ним концом соединен с отверстием выхода утечек газообразного агента, другим — c вентиляционным каналом, а редуктор постоянного давления уста новлен на конце нагнетательного пат- О рубка, соединенном с источником газообразного агента.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Савенко С. К. и др. Аэродинамика массовых взрывов в рудниках. М.;

"Недра", 1976, с. 100-110.

2. Ярцев В. A. и др. Исследовани движения воздуха через разрушаемую горную массу. — "Известия высших

20 учебных заведений. Горный журнал"

1972, Р 9, с. 51-55 (прототип).