Файл: Конспект лекций по дисциплине теплотехника специальность 21. 05. 04 Горное дело Специализация Маркшейдерское дело.doc

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 27.03.2024

Просмотров: 106

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.


.
Для остальных выработок –

,

где - скорость движения рудничного воздуха, м/с.
18.3. Коэффициенты теплообмена между поверхностью выработок и рудничным воздухом.

Критериальная зависимость для определения коэффициентов теплоотдачи от боков выработок к рудничному воздуху имеет следующий вид:

, (18.1)

где – критерий Нуссельта; - коэффициент, учитывающий влияние шероховатости боков выработок на параметры теплообмена; возрастает с увеличением диаметра крепи, сечения выработки, шага крепи и изменяется в пределах от 1 до3;

- критерий Рейнольдса; - коэффициент теплоотдачи от боков выработки к рудничному воздуху, Вт/( ; d- диаметр выработки или приведённый диаметр, м; - теплопроводимость воздуха, Вт/(м К); - скорость воздуха, м/с; - кинематическая вязкость воздуха, /с.

Для практических расчётов пользуются следующей формулой для определения коэффициента теплоотдачи, Вт/(
, которая получена из (2.3) и имеет вид

???? = , (18.2)

где G — расход воздуха, кг/с; Пв — периметр выработки, м; Fв — площадь поперечного сечения выработки, м2.

Если выработки закреплены всплошную кирпичом, бетоном или деревом, то в формулах (2.3) и (2.4) коэффициент теплопередачи следует заменить коэффициентом теплопередачи α’, Вт/( :

, (18.3)

где - толщина крепи, м; - коэффициент теплопроводности крепи, Вт/(м К).

В обводненных шахтах и рудниках из-за испарения воды с боков выработок процесс теплообмена интенсифицируется. В этом случае необходимо пользоваться приведенным коэффициентом теплоотдачи αпр, Вт/( , который определяется по формуле

, (18.4)

где – определяется по формуле (2.4); - коэффициент массоотдачи,

кг/ ; -парциальное давление паров при температуре поверхности выработки , Па;
- парциальное давление паров воздуха, Па; - теплота парообразования, ; - температура воздуха.

Коэффициент массоотдачи , кг/ , рассчитывают по формуле

(18.5)

где В – барометрическое давление воздуха, Па.

Следует отличать коэффициенты теплообмена, которые определяются по приведенным выше формулам, от коэффициента нестационарного теплообмена, который измеряется количеством тепла, отданного массивом (или полученного массивом при его нагреве) рудничному воздуха с поверхности выработки в течении 1 с при разности температур между глубинными неохлажденными породами и воздухом, равном одному градусу.
18.4. Методы нормализации температурного режима рудничного воздуха.

Мероприятия по нормализации температурного режима рудничного воздуха можно разделить на два типа:

1) теплотехнические, основанные на применении различных технических средств для по­нижения или повышения температуры воздуха, подаваемого в под­земные выработки;

2) горнотехнические, основанные на нормализации температурного режима рудничного воздуха путем применения соответствующих схем вскрытия месторождений, вентиляции, системы разработки, параметров воздушной струи и мероприятий по управлению интенсивностью тепловыделения различными источни­ками тепла.

Все воздухоохладительные установки можно разделить на четыре типа:

1) установки для охлаждения и подачи в шахту воздуха, смонтированные на поверхности;

2) установки с размещением холодильного оборудования на поверхности, а воздухоохладителей на глубоких горизонтах;

3) установки с размещением холодильного оборудования и воздухоохладителей на глубоких горизонтах с отводом тепла конденсации на поверхность;


4) комбинированные установки.

Так как теплотехнические мероприятия являются весьма дорогостоящими, то применять их следует только в том случае, когда исчерпаны возможности горнотехнических мероприятий.

К горнотехническим мероприятиям относятся:

• изменение скорости и расхода рудничного воздуха;

• выбор рациональной схемы проветривания;

• изоляция свежей вентиляционной струи от некоторых местных источников тепла;

• уменьшение интенсивности или полное устранение источников тепла и влаги;

• выбор рациональной системы разработки и технологии ведения очистных работ.

Наиболее распространенным методом понижения температуры рудничного воздуха является увеличение его расхода, что, естественно, связано с увеличением скорости его движения по выработкам.

Применительно к разработке месторождений в условиях многолетней мерзлоты необходимо, наоборот, стремиться уменьшить скорость движения рудничного воздуха для предотвращения возможности обмораживания и переохлаждения горнорабочих, уменьшения ореола оттайки горных выработок и повышения их устойчивости. С этой целью максимальное количество воздуха к рабочим местам подают лишь для проветривания после взрывных работ, а в остальное время расход и скорость рудничного воздуха снижают до минимально необходимых значений.

Снизить температуру рудничного воздуха можно путем приме­нения схемы проветривания рабочих мест, обеспечивающей сокра­щение длины пути движения воздуха к очистным забоям или переход к нисходящему проветриванию. 

Весьма существенным резервом в снижении температуры рудничного воздуха является изоляция свежей струи от контакта с магистральными трубопроводами сжатого воздуха, с теплыми подземными водами и с транспортируемой горной массой. Для этого трубопроводы располагают в вентиляционных стволах и выработках вентиляционного горизонта, водоотливные канавки оборудуют перекрытиями, а время выдачи полезного ископаемого из очистных забоев на поверхность сокращают до минимума.

Понижение температуры рудничного воздуха за счёт выбора рациональной системы разработки и технологии ведения очистных работ можно достичь сокращением длины очистных выработок или выемочных блоков, переходом к обратной схеме их отработки, применением безлюдной выемки, закладкой выработанного пространства с отвердителями, имеющими минимальную теплоту гидратации, и другими способами.

Литература

  1. Лариков Н.Н. Теплотехника: Учебник для вузов. -3-е изд., перераб. и дополн.-М.; Стройиздат, 1985 -432 с.ил.

  2. Нащокин В.В. Техническая термодинамика и теплопередача. -М.; Высшая школа, 1969 -560с.

  3. Луканин В.Н., Шатров М.Г., Камфер Г.М. и др. Теплотехника: Учебник для вузов. –М.; Высш.шк., 1999.-671 с.ил.

  4. Кудинов В.А., Карташов Э.М. Техническая термодинамика. –М.; Высш.шк., 2000. –261 с.ил.

  5. Тихомиров К.В. Теплотехника, теплоснабжение и вентиляция. -М.; Стройиздат, 1981-248с.

  6. Кириллин В.А., Сычев В.В., Шейндлин А.Е. Техническая термодинамика. -М.; Энергоиздат, 1983.

  7. Исаченко В.М., Осипова В.А., Сухомел А.С. Теплопередача. -М.; Энергоиздат, 1981.

  8. Михеев М.А., Михеева И.М. Основы теплопередачи. -М.; Энергия, 1977.

  9. Теплоснабжение /Под ред. Ионина -М.; Стройиздат, 1982.

  10. Теплотехника /Хазен М.М., Матвеев Г.А. и др. -М.; 1981.

  11. Панкратов Г.П. Сборник задач по теплотехнике. М.; Высш. шк., 1986. -248с.

  12. Сб. задач по технической термодинамике и теплопередаче /Дрыжаков Е.В., Исаев С.И. и др. -М.; 1968.

  13. Сб. задач по технической термодинамике /Андрианов Т.А., Дзампов Б.В. и др. -М.; 1971.

  14. Краснощеков Е.А., Сухомел А.С. Задачник по теплопередаче. -М.; 1975.

  15. Балахонцев Е.В., Верес А.А. Теплотехника (методические указания и контрольные задания для студентов-заочников инженерно-технических специальностей высших учебных заведений). М.; Высш. шк., 1985. –64 с.

Смотрите также файлы