Определение аэродинамических характеристик вентиляционного трубопровода.

Утечки воздуха. Степень герметичности вентиляционных труб является решающим фактором эффективности проветривания горных выработок, в особенности протяженных. Если в коротких воздухопроводах иногда можно допустить утечки, доходящие до 50 % от подачи вентилятора, то в трубопроводах длинной несколько сотен метров утечки воздуха могут создать трудности при доставке необходимого количества воздуха в забой.

На практике пока еще не удалось добиться абсолютной герметичности трубопровода. Утечки воздуха в трубопроводах оцениваются двумя показателями: коэффициентом утечек воздуха (k_ут.тр ) - равным отношению количества воздуха в начале трубопровода или дебита вентилятора к количеству воздуха, поступающему к концу трубопровода; либо обратной ему величиной - коэффициентом доставки.

Утечки воздуха в металлических трубопроводах в основном происходят на стыках труб. Для прорезиненных трубопроводах типа М утечки воздуха через соединения труб имеют место при небольшой депрессии. С увеличением депрессии происходит самоуплотнение стыков отдельных труб и величина утечек воздуха снижается, но при дальнейшем повышении статического давления может наблюдается просачивание воздуха через ткань трубы. Утечки воздуха зависят не только от герметичности соединений трубопровода и его размеров, но и от величины напора. С увеличением напора они значительно возрастают. Так как предложенные выше коэффициенты утечек и удельной стыковой проницаемости получены опытным путем при определенном напоре, то они не отражают в полной мере влияние депрессии на утечки воздуха.

С учетом вышеперечисленного значение коэффициента утечек определяется по формуле:

(5.1)

где: n - количество 100-метровых участков на длине трубопровода;

R₁₀₀ - сопротивление 100-метрового плотного трубопровода;

А_ут - эквивалентное отверстие утечек 100-метрового трубопровода.

Для металлического трубопровода А_ут может принимаются от 0.026 до 0.043 в зависимости от качества соединения труб. Для гибких трубопроводов при длине звена 10 м А_ут = 0.0132, при длине звена 20 м А_ут = 0.0123.

При эксплуатации вентиляционных трубопроводов необходимо следить, чтобы фактические утечки воздуха не превышали тех величин, которые были приняты при расчете проветривания. В противном случае неизбежны изменение режима работы вентилятора и уменьшение количества воздуха, подаваемого в забой выработки.

Таблица 5.1

Значение коэффициента R₁₀₀

Диаметр трубы,	Металлические	Типа М	Текстовинитовые
м
0.3	990.0	1284.0	481.0
0.4	228.0	305.0	108.0
0.5	72.8	100.0	33.0
0.6	25.0	40.1	12.5
0.7	11.6	28.2	5.0
0.8	5.8	9.3	2.5
0.9	3.0	5.1	1.3
1.0	1.6	3.0	0.8

Аэродинамическое сопротивление трубопровода. Напор создаваемый вентилятором при его работе на вентиляционный трубопровод, расходуется на преодоление сопротивление трения и местных сопротивлений, а также на скоростной напор при выходе воздуха из трубопровода или при входе в него, при всасывающем проветривании.

Аэродинамическое сопротивление трения трубопровода определяется по формуле:

, Н*с² / м⁸ (5.2)

Местные сопротивления вентиляционных трубопроводов создаются обычно коленами, тройниками, ответвлениями и другими фасонными частями труб. Значения местных сопротивлений приведены ниже.

Таблица 5.2

Сопротивление (Н*с² / м⁸ ) фасонных частей гибких трубопроводов.

Фасонная часть	При диаметре труб, мм
Колено под углом: 900 450	24.5 12.3	9.8 4.9	4.9 2.45	2.7 1.3	1.6 0.8	1.0 0.5	0.7 0.3
Тройники: при движении воздуха на проход под углом 900 при разветвлении струи с поворотом на 900 в обе стороны	49.0   73.5	19.6   31.4	9.8   15.7	5.4   8.8	3.2   5.0	2.0   3.2	1.3   2.1
Отводы при движении струи на проход и ответвлении под углом 450	19.6	7.4	3.4	1.9	1.1	0.7	0.5