[发明专利]一种压变风阻测定实验装置及方法

说明书

本发明属于矿山通风技术领域，公开了一种压变风阻测定实验装置及方法，装置包括上位机、通风装置和变压装置，通风装置包括环形密闭管道和设置于环形密闭管道内部的风机，沿环形密闭管道均匀设置有多组气体参数测量装置，变压装置包括压力源、定压储罐、调压储罐，压力源、定压储罐和调压储罐依次连通，定压储罐和调压储罐之间设置有调压电磁阀，调压储罐与环形密闭管道之间设置有手动通气阀，调压储罐内设置有气压传感器，气体参数测量装置、气压传感器、调压电磁阀、泄压阀、风机与上位机电连接；本发明从实际因素出发研究大气压力对摩擦阻力系数的变化，直接进行摩擦阻力系数的确定，进而可以去确定高低压环境下的摩擦风阻。

技术领域

本发明属于矿山通风技术领域，具体涉及一种压变风阻测定实验装置及方法。

背景技术

进入21世纪以来，随着各式电气化、机械化设备进入矿山行业，井下资源开采规模的不断扩大，易于开采的东南部浅层地下资源以及东北部露天资源已不能满足我国重工业企业对于资源的庞大需求，所以加大对西部高海拔以及南方井下深部地区矿产资源的开采已成为一种迫切需求。矿井通风是保障矿井安全开采的最主要技术手段，但随着开采规模的扩大，矿业开采趋势向着更高、更深的方向发展，如此带来了大气压力环境的巨大变化，引发了井巷摩擦阻力系数的改变，造成摩擦风阻的激变，给矿井通风造成困扰，严重的甚至导致井下灾难的发生。

矿井巷道摩擦阻力系数的确定，常用实际测量和查表选取这两种方法。实际测量法测量的巷道摩擦阻力系数值能反映矿井巷道的阻力特性。但是测量环境差、工作量大而且需要较多的测量人员，协调工作困难，测量过程中必然影响矿井正常的生产工作。查表法简单易操作，但目前我国矿井通风设计所采用的巷道摩擦阻力系数表上个世纪80年代制定的。由于矿井地貌特征、煤的赋存条件不同，导致矿井巷道摩擦阻力系数值不同。即便是同一个矿同种支护类型的巷道，也因巷道的断面、长度等的影响，矿井巷道摩擦阻力系数也存在很大差异。我国煤矿行业经过数十年的发展，除了其井型、规模、巷道布置、支护结构等方面有了很大的改变外，矿山整体也向着更高更深的方向发展，而已有的巷道摩擦阻力系数表并未与时俱进，及时进行更新，不能完全适应现在的实际情况。

发明内容

为了解决现有技术存在的问题,本发明提供一种压变风阻测定实验装置及方法，技术方案如下：

一种压变风阻测定实验装置，包括上位机、通风装置和变压装置，所述通风装置包括环形密闭管道和设置于环形密闭管道内部的风机，沿所述环形密闭管道均匀设置有多组气体参数测量装置，所述变压装置用于调节环形密闭管道内的气压,用于测试不同气压情况下环形密闭管道的风阻特性,所述变压装置包括压力源、定压储罐、调压储罐，所述压力源、定压储罐和调压储罐依次连通，定压储罐和调压储罐之间设置有调压电磁阀，调压储罐设置有泄压阀，调压储罐与环形密闭管道之间设置有手动通气阀，调压储罐内设置有气压传感器，所述气体参数测量装置、气压传感器、调压电磁阀、泄压阀、风机与上位机电连接，通过上位机控制风机的转速，气压传感器将收集到的数据传输至上位机，上位机根据接收到的气压数据控制调压电磁阀和泄压阀的开启或关闭。

所述气体参数测量装置包括多功能参数测试仪和微压差计。

所述环形密闭管道采用金属材质制成，由若干段金属管道首尾连接而成，相邻的金属管道之间通过法兰接头连接，所述法兰接头包括分别设置于相邻的金属管道外表面的连接法兰、定位密封环和密封圈，两个连接法兰之间的金属管道外壁套设有定位密封环，两个相邻的金属管道与定位密封环同轴设置，定位密封环的两端与两个连接法兰之间均通过密封圈实现密封，相邻的金属管道两端的连接法兰之间通过螺栓固定。

所述定位密封环开设有定位探测孔，定位探测孔内装配有皮托管，气体参数测量装置通过皮托管与环形密闭管道内部连通。

所述风机的扇叶的安装角为30°、45°或60°。

优选的，所述风机的扇叶的安装角为60°。

所述定压储罐还设置有排气阀。