Способ определения утечек воздуха на модели и устройство для его осуществления

э - и; б; лип а 4.,ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 260578 (21) 2621093/22-03с присоединением заявки Йо(5)М ( 3 Е 21 Р 1/02 Государственный комитет СССР ио делам изобретений и открытий(088.8) Дата опубликования описания 05,1080(72) Авторы изобретения В. А. Ярцев, Л. В, Ладыничев и В. В, Токмаков Свердловский ордена Трудового Красного Знамени горный институт им. В. В, Вахрушева(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УТЕЧЕК ВОЗДУХА НА МОДЕЛИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2Изобретение относится к области ходов воздуха, которые при небольшом горной промышленности и может быть перепаде давления и низкой газопронииспольэовано для определения аэродина- цаемости исследуемых материалов намических параметров материала на мо- ходятся в пределах 10- 10м/с, при дели. 5 этом погрешность устройства составИзвестен способ определения аэроди- ;ляет 10-20.намических параметров и утечек воздуха на модели, заключающийся в продувке Известен способ определения утечек исследуемого материала различными ко- воздуха на модели, имитирукщей воэду" личествами воздуха, при этом для каж хопроницаемые горные объекты, заклюдого режима измеряют расход воздуха и чающийся в продувке через исследуеперепад давления. Затем по экспери- мый объект при заданном давлении опментальным данным в координатах полУ- ределенного количества газообразного чают зависимости, которые характеризу- агента; замере аэродинамических парают аэродинамические параметры матери метров исследуемого объекта и утечек, ала. газообразного агента и устройство дляЭтот способ осуществляется на мо" его осуществления, включающее цилинддели известной конструкции, представ- рическую камеру с поршнем и прессом, ляющей собой герметичную камеру, в уплотнительную муфту, нагнетательный которую помещается испытываемый ма патрубок, соединенный с источником териал. С одной стороны камеры венти- газообразного агента, штуцеры для лятором создается разрежение или на- замера перепада давления, микромано" пор, с другойстороны камера снабже- метр и отверстие выхода утечек газона устройством для измерения малых образного агента с коллектором 2 . расходов воздуха 1 .Недостатком этого способа и уст,аНедостатком этого способа и уст- ройства для его осуществления являет" ройства для его осуществления являет- ся то, что они не обеспечивают достася то, что при определении аэродина- точной точности измерения исследуемических параметров материала возни-мых параметров и требуют сложной та кает трудность в измерении малых рас рировки.Целью изобретения является повыше.ние тбчности измерения.Поставленная цель достигается тем,что в качестве газообразного агентаиспользуют индикаторный газ с заранеезаданнОй начальной концентрацией, который после продувки через исследуемый объект смешивают с воздухом, измеряют дебит смешиваемого воздуха, концентрацию индикаторного газа в"общем смешанном потоке и иэ соотношения концентрации индикаторного газав общем смешанном потоке, дебита смешиваемого воздуха и начальной концентрации индикаторного газа судят огаэопроницаемости исследуемого объекта,а"устройство для осуществления способа снабжено соединительным патрубком, вентилятором, вентиляционнымканалом, имеющим штуцер для отборапроб, редуктором постоянного давления, при этом вентилятор установленв вентиляционном канале, соединительный патрубок одним концом соединен сотверстием выхода утечек газообразного агента, другим - с вентиляционным каналом, а редуктор постоянногодавления установлен на конце нагнетательного патрубка, соединенном систочником газообразного агента.На чертеже показана принципиальнаясхема устройства для осуществленияспособа определения утечек воздуха на модели .Устройство содержит цилиндрическуюкамеру 1 с поршнем 2 и прессом 3.Герметичность камеры 1 и поршня 2 достигается эа счет уплотнительной муфты 4. Камера 1 соединена нагнетательным патрубком 5 с источником газооб. разного агента (баллоном сжатого воздуха) б, На конце нагнетательного патрубка 5, соединенном с источникомгазообразного агента б, установленредуктор 7 постоянного давления. Итуцеры 8 для замера перепада давлениясоединены с микроманометром 9. Соединительный патрубок 10 одним концом соединен с отверстием выхода утечекгазообразного агента 11, а другим - с вентиляционным каналом 12, в котором размещейы вентилятор 13 и штуцер 14 для отбора проб.Способ осуществляется в следующей последовательности.В цилиндрическую камеру 1 помещают исследуемый материал, Прессом 3 и . поршнем 2 устанавливают давление на исследуемый материал, соответствующее на модели определенной глубине обрушения. Включают вентилятор 13. Затем иэ источника газообразного агента б через редуктор постоянного давленйя 7 по йагнетательйому патруЬку 5 в камеру 1 подают индикаторный газ с заранее заданной начальной концентрацией. Перепад давления фиксируется микроманометром 9. После установившегося режима через 5-10 мин в вентиляционном канале 12 измеряют дебит смешанного потока воздуха с индикаторнымгазом и производят из штуцера 14 отбор газовых проб. По соотношению концентрации индикаторного газа в общемсмешанном потоке, дебита смешиваемо 5 го воздуха и. начальной концентрациииндикаторного газа определяют величину утечек газа через исследуемыйматериал при заданном перепаде давления. Посредством редуктора 7 изменя 1 О ют перепад давления, При каждом давлении производят замер утечек газачерез исследуемый материал. Опытыповторяют несколько раз для возможности построения зависимости в коор 15 динатах перепад давления - утечкигаза. По полученным данным определяют аэродинамическое сопротивлениематериала и его газопроницаемостьПри помощи пресса 3 и поршня 2 возможно моделировать уплотнение куско-.вого материала практически для любой глубины обрушения.Утечки газа определяют черезисследуемый материал по формуле:Со.п, б и253 Г. С /Нгде С - концентрация индикаторногоо,п.газа в общем потоке, об.Ъ;- дебит воздуха в общем потоЪЗО ке, м /срС - начальная концентрация газав баллоне, обПрименение нового способа и устройства для его осуществления позволяютс высокой точностью определять при моделировании гаэопроницаемость исследуемых материалов, что дает возможностьс достаточной достоверностью рассчитывать аэродинамические параметры обрушений шахт. Высокая точность измере 40 ний достигается за счет возможностирегистрации малых концентраций индикаторного газа в общем потоке (СН 4 до0,00005) известными методами химического айализа на хроматографической45 установке,Применение индикаторного газа позволяет повысить точность измеренийутечек воздуха через исследуемый материал в 10 раэ, а следовательно,5 О при переходе От модели к натурЕ ошибка измерений уменьшается в 10 раэ,1Формула изобретения1. Способ определения утечек воздуха на модели, имитирующей воздухопроницаемые горные объекты, заклюЧающийся в продувке через исследуемый объект,под давлением определенного количества газообразного агента и замере аэродинамических параметров исследуемого объекта и утечек газообразного агента, о т л ич а ю -щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в качестве газообразного агента используют индиН, Бабинец ираж 626 Заказ 7159/29 писное НИИПИ Государственного комитета ССС по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. ал ППП "Патент Проектная Ужгород,каторный газ с заранее заданной начальной концентрацией, который после продувки через исследуемый объект смешивают с воздухом, измеряют дебит смешиваемого воздуха, концентрацию индикаторного газа в общем смешанном потоке и из соотношения концентрации индикаторного газа в общем смешанном потоке, дебита смешиваемого воздуха и начальной концентрации индикаторного газа судят о гаэопроницаемости иоследуемого объекта.2. Устройство для осуществления способа по п. 1, включающее цилиндрическую камеру с поршнем и прессом, уплотнительную муфту, нагнетательный патрубок, соединенный с источником газообразного агейта, штуцеры для замера перепада давления, микроманометр и отверстие выхода утечек газообразного агента, о т л и,ч а ю щ ее с я тем, что устройство снабжено соединительным патрубком, вентилятором, вентиляционным каналом, имеющим штуцер для отбора проб, редуктором постоянного давления, при этом вентилятор установлен в вентиляционном канале, соединительный патрубок одним концом соединен с отверстием выхода утечек газообразного агента, другим - с вентиляционным каналом, а редуктор постоянного давления уста новлен на конце нагнетательного пат- о рубка, соединенном с источником газообразного агента. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Савенко С, К. и др. Аэродинами.ка массовых взрывов в рудниках. М.;"Недра", 1976, с. 100-110.2. Ярцев В. А. и др. Исследованидвижения воздуха через разрушаемуюгорную массу. - "Известия высших20 учебных заведений. Горный журнал"1972, Р 9, с, 51-55 (прототип).