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通风系统计算及优化

时间:2023-07-02 理论教育 版权反馈
【摘要】:目前,通风网络解算算法已相当成熟,Scott-Hensley算法因为具有收敛速度快、利于计算机编程实现等特点,故采用该算法进行通风系统解算,其步骤如下。确定巷道通风参数、风机动力、风门及密闭的位置、调节风窗的风阻、井底及井顶气温等系统信息。以独立回路为单位按Scott-Hensley算法进行迭代,直到在规定的迭代次数内全部独立回路达到预定精度为止。

通风系统计算及优化

矿井通风的理论基础是以流体力学热力学,通过应用动量、质量和热量传递原理,来研究矿山风流运动和污染物运移的规律。以流体力学为基础的矿山通风理论,将风流视为不可压缩的流体,不考虑风流内能的变化,只研究风流运动过程中机械能的变化。这一理论对于开采深度不超过1km的矿井可以满足工程计算的精度要求,应用较广泛。以热力学为基础的通风理论,将风流视为可压缩的流体,将矿井通风过程视为某种热力变化过程,既考虑风流机械能的变化,又考虑风流内能的变化。这一理论适用于大于1km的深矿井和灾变时期风流运动状态的分析。

虽然各种仿真模型的建立和实现可以真实地模拟矿山通风系统的布置状况,但是为了系统、全面地认知通风系统运行情况,还需要对各巷道进行通风数值的模拟,这就需要对所建立的通风网络模型进行数值的解算。目前,通风网络解算算法已相当成熟,Scott-Hensley算法因为具有收敛速度快、利于计算机编程实现等特点,故采用该算法进行通风系统解算,其步骤如下。

(1)参数输入。确定巷道通风参数、风机动力、风门及密闭的位置、调节风窗的风阻、井底及井顶气温等系统信息。

(2)模型建立。在输入信息的基础上,分别建立通风网路模型、通风动力模型和通风控制模型。

(3)系统预处理。剔出以风门、密闭等设施隔断的巷道,对通风网络中各分支按风阻从大到小排列,并对固定风量分支和通风机所在分支进行标注。(www.xing528.com)

(4)求取最小生成树。选取风阻最小的分支,以Prim算法建立最小生成树,从而确定组成回路的基本分支。

(5)构造独立回路。以基本分支为基础,按风阻从小到大逐一增加分支,判断并求取各独立回路。

(6)迭代解算。以独立回路为单位按Scott-Hensley算法进行迭代(其中固定风量分支不参与迭代),直到在规定的迭代次数内全部独立回路达到预定精度为止。

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