Способ моделирования проветривания карьера

Союз Советских Социалистических республикОП ИСАНИ ИЗОБРЕТЕН И И АВТОРСКОМУ СВИДВТИЛЬСТВ 37535) Дополнительное к авт. св аявлено 02,06.77 21) 2491776/22 соединением заявки-21 Р 1/О сударственный комитетсвета Министров СССРоо делам изобретенийи открытий) Опубликовано 15.12.78,Бюллетень % ) Дата опубликования описания 18.1-.) Авторы изобретен ордий и В, С. Аз А,йнепроп вский филиал Всесоюз о-исследовательс корудного ого научтута го(71) Заяв проектноконструкторскогомашиност оения ОБ ИО КЛИРОВАНИЯ ПРОВЕТРИВАНИЯЕРА 5 цпение точполученияалогичной ется тем, чторабочей сре тяжелые соревают верххлаждают ее 20 дат оме слои. ертеж На оказана с ма устрой лагаемого ства дляспособа ени оделировани Известен способ моделирования свободных турбулентных струй, заключающийся в геометрическом моделировании параметров вентиляционной струи 11Недостатком данного способа является необходимость создания модели больших 5 объемов.Известен также способ моделирования проветривания карьера, заключающийся в создании вертикальной вентиляционной струи, взаимодействующей с рабочей сре дой модели 2 .Бель изобретения - новьности моделирования путемраспределения плотности, анатмосфере карьера,15Указанная цель достигапо предлагаемому способу вде модели -воде растворяютли, причем одновременно нагние слои рабочей среды и о Устройство состоит из модели 1карьера и прилегающего воздушного бассейна, нагревателя 2 т,холодильника 3,насадка 4, системы 5 подготовки и подачи воды в насадок, датчиков 6 для измерения температуры, датчиков 7 для измерения концентрации соли и термоанемометров 8 для измерения скорости движения воды в струе,Для создания необходимой инверсиимодель 1 заполняют водой, включаютнагреватель 2 и холодильник 3. По достижении необходимой разности температур подают воду в насадок 4 под необходимым напором и с определенной темцературой. Параметры струи определяют визуально за счет предварительногоподкрашивания струи воды, а такжечиками 6 температуры и термоанемтрами 8,Ввиду того, что в приведенных условиях разность температур верхних и нижних слоев воды ограничивается температурами замерзания и кипения воды, длямоделирования глубокой инверсии плотнесть нижних слоев воды увеличиваютрастворением в них тяжелых солей. Так,растворение поваренной соли позволяетувеличить удельный вес воды на 25%.Контроль степени растворения солей про- мизводят датчиками 7,П р и м е р . Производится моделирование проветривания карьера иэотермической вертикальной струей с начальнымипараметрами: скорость истечения 300 м/сМрадиус 0,5 м при инверсионном состоянии атмосферы, характеризуемом вертикальным градиентом=. 0,01 град/м.Геометрический масштаб моделирования0,002, Скорость в струе при диаметре Мсопла 1 мм 3,4 м/с. Из условия равенства критериев Архимеда на модели и естественных условиях разность температуросоставляет 75 С на высоте 600 мм,1 опри этом температура нижних слоев 5 С Моверхних 80 С, При указанных условияхсняты параметры струи по сечениям, определена ее дальнобойность и характерраспределения массы, поднятой струей,после достижения максимальной высоты. 2Для условий инверсии с=0,05 град/ммоделирование с соблюдением равенствакритериев только эа счет температуры не удается,Для получения необходимой разности вплотностях нижних и верхних слоев при при- -Еведенных выше условиях необходимо получить в нижних слоях 25%-ный раствор поваренной соли.Предлагаемый способ по сравнению сизвестными имеет следующие преимущества;- возможность создания и поддержания в течение всего времени эксперимента значительных градиентов, так какв данных условиях теплоперенос конвекцией практически отсутствует,.а молекулярная диффузия в.жидкости значительно медленее, чем в газах;- благодаря меньшей кинематическойвязкости воды по сравнению с воздухом 4 облегчается соблюдение динамических критериев подобия, что позволяет иметьменьшую начальную скорость струи, аследовательно уменьшаются размеры струии модели;- моделирование проводится при соблюдении полного физического подобия процесса ( геометрического, динамическогои теплового),Предлагаемый способ моделированияпозволяет изучить характер распространения струй в стратифипированной атмосфере и углубить методику расчета такихструй. Кроме того, данный способ можетбыть использован при выборе схем проветривания карьеров путем моделирования,что повышает точность работ по созданию средств проветривания конкретныхкарьеров,формула изобретенияСпособ моделирования проветриваниякарьера, заключающийся в создании вертикальной вентиляционной струи, взаимодействующей с рабочей средой модели,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения точности моделирования путем получения распределения плотности, аналогичной атмосфере карьера, врабочей среде модели-воде растворяюттяжелые соли, причем одновременно нагревают верхние соли рабочей среды иохлаждают ее нижние слои.Источники информации, принятые вовнимание при экспергиэе:1. Абрамович Г, Н, Теория турбулентных струй, М., 1960, с. 12,2. Бухман Я, 3. и др, Тепловое моделирование проветривания карьеров,"Микроклимат, воздухообмен и искусственное воздействие .на атмосферу карьеров", Труды Главной геофизической обсер.ватории. Вып. 359, ЛГидрометеоиздат,1975, с, 56.Тираж 692 ударственного комитет по делам изобрете 5, Москва, Ж, Ра