CN112903231A - 一种微流动场热线测风方法 - Google Patents

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王雁鸣
范新尧
李魁魁
周鑫方
牛开强
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    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • G—PHYSICS
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    • G01M9/065—Measuring arrangements specially adapted for aerodynamic testing dealing with flow

Abstract

本发明公开的一种微流动场热线测风方法，涉及煤矿通风监测技术领域。包括以下步骤：首先，组装实验设备；然后，开启抽风机，多级调节风速，重复进行多组实验，记录多组数据；接着，关闭可调节抽风机，打开投料口，向投料口中注入模拟高湿或粉尘环境的物料或加热电阻丝，以调节模拟通风巷道内的温度、湿度、粉尘浓度中任一项；最后，再次开启抽风机，多级调节风速，进行多组多因素正交实验。本发明模拟通风系统微流动场建立一种简化的仿真测试平台，可以深入掌握风井内微流动场侵入式热线测风的介观模型；同时，利用输入定量模拟矿井气候，分析研究多种矿井气候条件对热线测量的影响，研究结果可为热线风速仪的校正研究提供设计思路和理论支持。

Description

一种微流动场热线测风方法
技术领域
本发明涉及煤矿通风监测技术领域，具体涉及一种微流动场热线测风方法。
背景技术
煤矿井下尤其是掘进工作面的工作环境十分复杂，每年由于通风故障引起的或大或小的矿难事故不在少数，通风系统故障给工作人员的生命安全和国家财产造成了严重的威胁，一旦事故发生所造成的人员伤亡以及财产损失将是不可估量的。煤矿通风监测系统是构建通风系统的重要组成成分，对矿井风速的实时监测、分析与处理，可以及早发现一些潜在的危险，并采取适当的辅助措施以减少事故发生的几率。由此可见，矿井测风工作在保证矿井安全生产过程中占有重要的地位，所测风速正确与否和精度对矿井的安全生产和保障工人的身心健康也有着十分重要的意义。
然而，现场实测难度较大，很难完成对多种情况下井筒通风微流动场的测量；而实验室内模拟监测，又与现场实际情况出入较大。因此，如何在实验室环境下准确模拟复杂条件下井筒通风微流动场是需要解决的关键问题。
发明内容
根据本发明的目的提出的一种微流动场热线测风方法，所用设备包括模拟通风巷道、可拆卸固定安装于模拟通风巷道一端的可调节抽风机以及均布于模拟通风巷道内的风压计、流量计和若干风速仪；所述模拟通风巷道远离可调节抽风机的一端管壁上设置有投料口，且内部还设置有电阻丝、测温仪、湿度计。
测风方法包括以下步骤：
步骤一：将风压计、流量计、若干风速仪、电阻丝、测温仪、湿度计、粉尘传感器安装于模拟通风巷道内，封堵投料口；可调节抽风机固定安装于模拟通风巷道的一端，并密封连接处；风速仪、风压计、流量计、测温仪、湿度计、粉尘传感器通过数据采集系统与电脑连接。
步骤二：开启可调节抽风机，并调节至预设风速，待工况稳定后，记录各风速仪、风压计、流量计的读数。
步骤三：多级调节风速，重复步骤二，进行多组实验。
步骤四：关闭可调节抽风机，打开投料口，向投料口中注入模拟高湿或粉尘环境的物料或加热电阻丝，以调节模拟通风巷道内的温度、湿度、粉尘浓度中任一项。
步骤五：再次开启可调节抽风机，调节至预设风速，待工况稳定后，记录各风速仪、风压计、流量计、测温仪、湿度计、粉尘传感器的读数。
步骤六：多级调节风速，重复步骤五，进行多组实验。
步骤七：重复步骤四-六，进行多因素正交实验。
与现有技术相比，本发明公开的一种微流动场热线测风方法的优点是：
本发明模拟通风系统微流动场建立一种简化的仿真测试平台，可以深入掌握风井内微流动场侵入式热线测风的介观模型。同时，利用输入定量模拟矿井气候，分析研究多种矿井气候条件对热线测量的影响，研究结果可为热线风速仪的校正研究提供设计思路和理论支持，也对提高微流动场风速感知技术水平及最大限度减少通风系统故障损失提供了理论支持。
附图说明
为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域中的普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可根据这些附图获得其他附图。
图1为本发明公开的一种微流动场热线测风方法实验设备结构图。
图中的数字或字母所代表的零部件名称为：
1-模拟通风巷道；2-抽风机；3-风压计；4-流量计；5-风速仪；6-投料口；7-电阻丝；8-测温仪；9-湿度计；10-粉尘传感器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做简要说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，均属于本发明保护的范围。
图1示出了本发明实验设备的较佳的实施例，对其进行了详细的剖析。
如图1所示的一种微流动场热线测风实验设备，包括模拟通风巷道1、可拆卸固定安装于模拟通风巷道1一端的可调节抽风机2以及均布于模拟通风巷道1内的风压计3、流量计4和若干风速仪5。模拟通风巷道1远离可调节抽风机2的一端管壁上设置有投料口6，且内部还设置有电阻丝7、测温仪8、湿度计9、粉尘传感器10。具体的，该模拟通风巷道1包括模拟主巷道和模拟支巷道，模拟支巷道一端与抽风机2可拆卸固定连接，另一端与模拟支巷道固定连接。风压计3、流量计4和若干风速仪5均设置于模拟主巷道内，投料口6、电阻丝7、测温仪8、湿度计9、粉尘传感器10均设置于模拟支巷道内。
使用上述实验设备进行测风的方法包括以下步骤：
步骤一：将风压计3、流量计4、若干风速仪5、电阻丝7、测温仪8、湿度计9、粉尘传感器10安装于模拟通风巷道1内，封堵投料口6；可调节抽风机2固定安装于模拟通风巷道1的一端，并密封连接处，另一端敞口；风速仪5、风压计3、流量计4、测温仪8、湿度计9、粉尘传感器10通过数据采集系统与电脑连接。
步骤二：开启可调节抽风机2，并调节至预设的初始风速，待工况稳定后，记录各风速仪5、风压计3、流量计4的读数。
步骤三：按照抽风机2的档位逐级调高风速，重复步骤二，进行多组实验。
步骤四：关闭可调节抽风机2，打开投料口6，向投料口6中注入模拟高湿或粉尘环境的物料或加热电阻丝7，以调节模拟通风巷道1内的温度、湿度、粉尘浓度中任一项。
步骤五：再次开启可调节抽风机2，调节至预设初始风速，待工况稳定后，记录各风速仪5、风压计3、流量计4、测温仪8、湿度计9、粉尘传感器10的读数。
步骤六：按照抽风机2的档位逐级调高风速，重复步骤五，进行多组实验。
步骤七：重复步骤四-六，进行多因素正交实验。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现和使用本发明。对这些实施例的多种修改方式对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (1)

1.一种微流动场热线测风方法，其特征在于，所用设备包括模拟通风巷道(1)、可拆卸固定安装于模拟通风巷道(1)一端的可调节抽风机(2)以及均布于模拟通风巷道(1)内的风压计(3)、流量计(4)和若干风速仪(5)；所述模拟通风巷道(1)远离可调节抽风机(2)的一端管壁上设置有投料口(6)，且内部还设置有电阻丝(7)、测温仪(8)、湿度计(9)、粉尘传感器(10)；
测风方法包括以下步骤：
步骤一：将风压计(3)、流量计(4)、若干风速仪(5)、电阻丝(7)、测温仪(8)、湿度计(9)、粉尘传感器(10)安装于模拟通风巷道(1)内，封堵投料口(6)；可调节抽风机(2)固定安装于模拟通风巷道(1)的一端，并密封连接处；风速仪(5)、风压计(3)、流量计(4)、测温仪(8)、湿度计(9)、粉尘传感器(10)通过数据采集系统与电脑连接；
步骤二：开启可调节抽风机(2)，并调节至预设风速，待工况稳定后，记录各风速仪(5)、风压计(3)、流量计(4)的读数；
步骤三：多级调节风速，重复步骤二，进行多组实验；
步骤四：关闭可调节抽风机(2)，打开投料口(6)，向投料口(6)中注入模拟高湿或粉尘环境的物料或加热电阻丝(7)，以调节模拟通风巷道(1)内的温度、湿度、粉尘浓度中任一项；
步骤五：再次开启可调节抽风机(2)，调节至预设风速，待工况稳定后，记录各风速仪(5)、风压计(3)、流量计(4)、测温仪(8)、湿度计(9)、粉尘传感器(10)的读数；
步骤六：多级调节风速，重复步骤五，进行多组实验；
步骤七：重复步骤四-六，进行多因素正交实验。
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