第6次课1-矿井通风网络解算软件的使用.ppt

2.4 矿井通风网络解算软件的使用2.4.1矿井通风网络解算程序编制通用规则1.主题内容与适用范围2.术语3.数学模型4.数值计算方法5.解算步骤6.精度检验2.4.2风丸软件使用1.矿井通风解析系统功能2.通风解析图的绘制3.通风解析4.查看5.风机曲线1 1 主题内容与适用范围主题内容与适用范围 本标准规定了矿井通风网络解算采用的数学模型、数值计算方法、解算步骤和精度检验。本标准适用于编制用数字计算机完成复杂通风网络解算的程序。本标准不适用于编制非稳定风流分析、主要通风机优选和风量调节计算的程序。2.4.1矿井通风网络解算程序编制通用规则2 2 术语术语21 矿井通风网络 表示矿井风道的连接关系和风流方向的网络。22 节点 通风网络中，两条以上风道的交汇点。23 回路 通风网络中，由若干条风道首尾相接构成的闭合路径。24 通风网络解算 运用通风网络中风流流动定律计算各风道风量自然分配的过程2.4.1矿井通风网络解算程序编制通用规则3 3 数学模型数学模型31 节点风量平衡定律 单位时间流入一个节点的空气质量等于流出该节点的空气质量。习惯上，流入节点的质量流量取正值，流出节点的质量流量取负值。节点风量平衡定律由下列方程表示：(1)式中：qmi连接到该节点的第i条风道的质量流量，kgs；n1连接到该节点的风道数。2.4.1矿井通风网络解算程序编制通用规则当进入矿井的空气视为不可压缩气体时，质量流量可用体积流量替代，方程(1)改写为：(2)式中：qvi连接到该节点的第i条风道的体积流量，m3s。2.4.1矿井通风网络解算程序编制通用规则 32 回路风压平衡定律 风流从一个节点经过不同路径到达另一节点所消耗的机械能相等。在一条回路上，设定回路方向后，当风道的风流方向与回路方向一致时，风道的风压取正值；反之，取负值。则回路风压平衡定律由下列方程表示：(3)式中：hi构成该回路的第i条风道的风压，Pa；n2构成该回路的风道数。当回路中有机械风压和自然风压时，方程(3)改写为：(4)式中：hf回路中通风机装置的静压，Pa；hn回路中的自然风压，Pa。2.4.1矿井通风网络解算程序编制通用规则 33 通风阻力定律 空气流经一条风道时消耗的机械能与通过风量的平方成正比。通风阻力定律由下列方程表示：(5)式中：h风道风压，Pa；qv风道风量，m3s；R风道风阻，Ns2m8。上述方程(1)(或(2)、(3)(或(4)和(5)组成通风网络(以下简称风网)解算的数学模型。4 4 数值计算方法数值计算方法 风网解算的数学模型是非线性代数方程组，其数值计算方法有回路风量法和节点风压法。其中，回路风量法又有牛顿法和克劳斯法(又称斯考德恒斯雷法)。2.4.1矿井通风网络解算程序编制通用规则 5 5 解算步骤解算步骤51 绘制风网图 在绘制风网图时。矿井的入、回风井口应合并为一个节点(使用同一节点编号)或用风阻为零的虚拟风道把它们连接起来，以构成闭合网络。在风网图上，应对所有风道和节点分别编号，并对重要用风点及通风设施作出标记。52 建立数据文件 按照所编制程序的要求，填写原始数据表，并输入到计算机外存设备中，形成可供风网解算程序调用的数据文件。2.4.1矿井通风网络解算程序编制通用规则53 解算风网 在数字电子计算机上，运行所编制的风网解算程序，对风网进行解算，打印出解算结果。在解算过程中，矿井主要通风机的工况点应始终落在正常运行工况区内。否则，风网解算程序应作出以下处理：中断解算进程，向用户提示所发生的问题；或者，继续解算进程，但在输出解算结果时，给出必要的信息，提示用户注意本次解算的质量。54 分析解算结果 将得出的解算结果，如重要用风点的风量、重要节点的风压和主要通风机工况等数值填写到风网图上，以便作进一步分析。6 6 精度检验精度检验 程序应包含一个检验解算精度的模块，以便在完成风量自然分配计算后，把解算结果回代到原数学模型中，计算节点风量闭合差和回路风压闭合差，并以这两个闭合差的最大绝对值，作为本次解算的精度。2.4.1矿井通风网络解算程序编制通用规则一、矿井通风解析系统功能一、矿井通风解析系统功能1、矿井通风网络的分析计算；2、矿井火灾时的通风计算；3、矿井火灾时最优退避路线的选择；4、通风异常巷道的检测；5、水路管网的极端。2.4.2 风丸软件使用2.4.2 风丸软件使用二、通风解析图的绘制二、通风解析图的绘制1、节点的绘制、变更、与删除（1 1）节点的绘制）节点的绘制单击”增加节点”按钮，将光标移至绘图窗口的某一位置左击，在出现的对话框内输入节点编号、节点标高，并选择井口节点或井下节点后，即在窗口中绘制一个节点。照此方法依次绘制其它节点。（2 2）节点的变更）节点的变更单击”节点变更”按钮，将光标移至要变更的节点上，按住鼠标左键移动，可将节点移至任何位置；如双击某一节点，则出现上面的对话框，可改变节点的数据。2.4.2 风丸软件使用 （3 3）节点的删除）节点的删除v单击”删除节点”按钮，在要删除的节点上双击，即可删除该节点。v注意事项：v地面节点为双圆圈，井下节点为单圆圈；v与风机相连的进风端（抽出式通风）的节点虽然在地面，但是其压力为非大气压力，所以作为井下节点；v当节点与巷道相连时，应先删除巷道，后删除节点 2.4.2 风丸软件使用 2、巷道的制作、变更与删除（1）巷道的制作 选中”增加巷道”按钮，分别单击要用巷道连接的两个节点，（此时两个节点变为红色），即出现”新增加巷道对话框，在其中填入相应的数据，确定即可。只进行通风网络解算时，只要输入巷道的风阻和平均温度，如不知道平均温度，可自行假设正常室温，但不能有各巷道间温度相差过大的问题，如温度相差过大，可能造成风量不准。在发火分析中要用到巷道的长度、断面积、热传导系数等数据，必须输入正确的数据。2.4.2 风丸软件使用 输入风门，风墙等符号，首先选择巷道变更，在弹出的窗口内选择改变巷道位置，在需要增加的位置上点击鼠标右键，在弹出一个窗口中选择风门，调节门等。（2）巷到的变更 选中”巷到变更”按钮，单击要变更的巷道的两个节点，即出现”一般巷道的编辑”对话框，改变框中的参数，确认即可。”一般巷道的编辑”中的”改变巷道位置”是指巷道有拐弯或巷道有交叉遮蔽部分不显示时实用。2.4.2 风丸软件使用（3）巷道的删除 如要删除某条巷道，选中”巷道删除”按钮，分别单击要删除的巷道的两端节点，即出现是否对话框”Du you want to delete the road?”选择”是（y）”删除，选择”是（n）”不删除。注意：删除巷道后，节点仍存在。3、通风机的制作 选中”增加通风机”按钮，分别单击要增加的两个节点（其中一个为地面节点），出现”增加风机”对话框。在第一个文本框内填入选取风机曲线上的各点间距，第二个文本框内选择的填入的数据组数（即在风机曲线上取的点数），然后依次填入通风机曲线上各点的风量（从零点开始，到最后一点，单位是1000m3/min的整数倍）和对应的风压（mmH2O），确认即可。2.4.2 风丸软件使用三、通风解析三、通风解析 单击菜单栏”解析（A）”，在其子菜单中选”风量”，在”风量”子菜单中选”标准解析”，单击，或单击工具栏的解析按钮”analysis”(解析)窗口。单击窗口中的”参数更新”按钮，出现参数对话框，填入适当的参数，确定，回到解析窗口，单击”开始”击开始解析。参数对话框参数的意义如下:v表示间隔-火灾时，火灾气体前沿位置显示的时间间隔（分）；v火源的节点编号-发火的节点编号；v火源温度-发火火源的温度（）；2.4.2 风丸软件使用v计算间隔-者火计算的时间间隔，通常1-2分钟，间隔时间越长，计算速度越快，但分析精度降低；v终时-发火计算的结束时间（分），通常60-180分；v浓度-异常者火前沿可被识别的火灾气体浓度，超过0.001以上时可被识别；v最大计算次数-到解析收敛的最大迭代计算次数（最多2000次）。v精度-表示计算的精度，一般选0.1v地表温度-填入实际温度值.v当只进行风网解算时,要把表示间隔，火源的节点编号，火源温度，计算间隔，终时，浓度设为0，最大计算次数可根据实际情况设定，一般设为500-1000。2.4.2 风丸软件使用四、查看四、查看 在查看菜单内，选择画面设定，在弹出的对话框内，可选择显示精度，线上，线下显示的数据。还可设定节点大小、字休尺寸。五、风机曲线五、风机曲线 选择解析-工具-扇风机特性表示，可自动生成一个以.fan为扩展名的文件，这个文件是风机的特性曲线，用Dispwinc.exe打开这个文件，可以显示风机的特性曲线，在Dispwinc.exe内，可以对风机曲线的X，Y轴进行修改。我们现在进行实例2.4.2 风丸软件使用