圓形巷道風(fēng)流分布規(guī)律的數(shù)學(xué)模型表征

李亞俊，李印洪，姚銀佩，鞠 霖

（1.湖南有色冶金勞動(dòng)保護(hù)研究院，湖南長(zhǎng)沙 410014；2.非煤礦山通風(fēng)防塵湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖南長(zhǎng)沙 410014）

礦井通風(fēng)系統(tǒng)測(cè)定時(shí)，一般采用的測(cè)風(fēng)方法為走線法或分格定點(diǎn)法，測(cè)量時(shí)由于空氣受巷道邊壁摩擦阻力的影響，巷道斷面分流的分布并不均勻。而分格定點(diǎn)法或線路法未能對(duì)巷道斷面做到連續(xù)測(cè)定，測(cè)定結(jié)果與實(shí)際值間仍存在誤差［1］。若要減小礦井風(fēng)速測(cè)定誤差，便首先需要對(duì)巷道斷面內(nèi)風(fēng)流分布規(guī)律進(jìn)行探究，并依此指導(dǎo)風(fēng)量測(cè)定及計(jì)算。

為解決上述問題，本文針對(duì)圓形巷道中風(fēng)流分布規(guī)律進(jìn)行試驗(yàn)并對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行分析、研究，并依此揭示風(fēng)流分布的一般規(guī)律，指導(dǎo)通風(fēng)測(cè)定。

1 風(fēng)流分布規(guī)律試驗(yàn)方案

1.1 裝置結(jié)構(gòu)

本次試驗(yàn)利用圓形低速風(fēng)洞結(jié)構(gòu)，主要報(bào)告模擬巷道風(fēng)流系統(tǒng)和測(cè)試系統(tǒng)［2］，其具體試驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)構(gòu)造如圖1所示。

圖1 裝置結(jié)構(gòu)圖

1.2 研究測(cè)試方案

試驗(yàn)測(cè)試系統(tǒng)中，風(fēng)速由風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速的方式調(diào)控。利用位置標(biāo)尺確定風(fēng)速測(cè)定點(diǎn)位置，由風(fēng)表讀取各個(gè)位置處的風(fēng)速，測(cè)定時(shí)為獲得更多關(guān)于風(fēng)速與巷道壁距離數(shù)據(jù)，選用斷面較大的I低速測(cè)風(fēng)口測(cè)定。

2 試驗(yàn)測(cè)試及分析

2.1 試驗(yàn)測(cè)試

通過變頻控制器控制風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，調(diào)節(jié)風(fēng)速分別為高、中、低速。利用位置標(biāo)尺和風(fēng)表分別測(cè)定不同風(fēng)速條件下巷道斷面不同位置處的風(fēng)速值，測(cè)定距離間隔為1～5 cm，測(cè)試裝置直徑為50 cm，試驗(yàn)結(jié)果見表1，由試驗(yàn)數(shù)據(jù)整理繪制成圖如圖2所示?！?br>