礦井通風網絡解算程序編製通用規則

td="6016" colspan="2">

1主題內容與適用範圍

本標準規定了礦井通風網絡解算采用的數學模型、數值計算方法、解算步驟和精度檢驗。

本標準適用於編製用數字計算機完成複雜通風網絡解算的程序。

本標準不適用於編製非穩定風流03manbetx 、主要通風機優選和風量調節計算的程序。

2術語

2．1 礦井通風網絡

表示礦井風道的連接關係和風流方向的網絡。

2．2 節點

通風網絡中，兩條以上風道的交彙點。

2．3 回路

通風網絡中，由若幹條風道首尾相接構成的閉合路徑。

2．4 通風網絡解算

運用通風網絡中風流流動定律計算各風道風量自然分配的過程。

3數學模型

3．1 節點風量平衡定律

單位時間流入一個節點的空氣質量等於流出該節點的空氣質量。習慣上，流入節點的質量流量取正值，流出節點的質量流量取負值。節點風量平衡定律由下列方程表示：

……………………………………………(1)

式中：q_mi——連接到該節點的第i條風道的質量流量，kg／s；

n₁——連接到該節點的風道數。

當進入礦井的空氣視為不可壓縮氣體時，質量流量可用體積流量替代，方程(1)改寫為：

……………………………………………(2)

式中：q_vi——連接到該節點的第i條風道的體積流量，m3／s。

3．2 回路風壓平衡定律

風流從一個節點經過不同路徑到達另一節點所消耗的機械能相等。在一條回路上，設定回路方向後，當風道的風流方向與回路方向一致時，風道的風壓取正值；反之，取負值。則回路風壓平衡定律由下列方程表示：

……………………………………………(3)

式中：h_i——構成該回路的第i條風道的風壓，Pa；

n₂——構成該回路的風道數。

當回路中有機械風壓和自然風壓時，方程(3)改寫為：

……………………………………(4)

式中：h_f——回路中通風機裝置的靜壓，Pa；

h_n——回路中的自然風壓，Pa。

3．3 通風阻力定律

空氣流經一條風道時消耗的機械能與通過風量的平方成正比。通風阻力定律由下列方程表示：

……………………………………………(5)

式中：h——風道風壓，Pa；

q_v——風道風量，m³／s；

R——風道風阻，N·s²／m⁸。

上述方程(1)(或(2))、(3)(或(4))和(5)組成通風網絡(以下簡稱風網)解算的數學模型。

4數值計算方法

風網解算的數學模型是非線性代數方程組，其數值計算方法有回路風量法和節點風壓法。其中，回路風量法又有牛頓法和克勞斯法(又稱斯考德—恒斯雷法)。

5解算步驟

5．1 繪製風網圖

在繪製風網圖時。礦井的入、回風井口應合並為一個節點(使用同一節點編號)或用風阻為零的虛擬風道把它們連接起來，以構成閉合網絡。

在風網圖上，應對所有風道和節點分別編號，並對重要用風點及通風設施作出標記。

5．2 建立數據文件

按照所編製程序的要求，填寫原始數據表，並輸入到計算機外存設備中，形成可供風網解算程序調用的數據文件。

5．3 解算風網

在數字電子計算機上，運行所編製的風網解算程序，對風網進行解算，打印出解算結果。

在解算過程中，礦井主要通風機的工況點應始終落在正常運行工況區內。否則，風網解算程序應作出以下處理：中斷解算進程，向用戶提示所發生的問題；或者，繼續解算進程，但在輸出解算結果時，給出必要的信息，提示用戶注意本次解算的質量。

5．403manbetx 解算結果

將得出的解算結果，如重要用風點的風量、重要節點的風壓和主要通風機工況等數值填寫到風網圖上，以便作進一步03manbetx 。

6精度檢驗

程序應包含一個檢驗解算精度的模塊，以便在完成風量自然分配計算後，把解算結果回代到原數學模型中，計算節點風量閉合差和回路風壓閉合差，並以這兩個閉合差的最大絕對值，作為本次解算的精度。