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《地下通风渗流参数测定的实验模型设计.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第3卷第3期上海应用技术学院学报Vol.3No.32003年9月JOURNALOFSHANGHAIINSTITUTEOFTECHNOLOGYSep.2003文章编号:1671-7333(2003)03-0153-04地下通风渗流参数测定的实验模型设计田思进(上海应用技术学院环境与能源工程系,上海,200235)摘要:针对地下通风中的渗流问题,选取一个有代表性的渗流区域作为原始模型,通过相似分析,确定模型主要参数,进而建立了用于研究渗流运动规律的实验模型,该模型对把握渗透气流的运行轨迹,验证渗流速度场通用数学模型的正确性,确立流态指数与渗透速度之间的关系等方面,起到了重要作用。关键词:
2、地下通风;渗透气流;实验模型;设计中图分类号:TD72;TU834.5文献标识码:AExperimentalModelDesignforPermeatingParametersMesurementinUndergroundVentilationSystemTIANSijin(DepartmentofEnvironmentalandEnergyEngineering,ShanghaiInstituteofTechnology,Shanghai200235,China)Abstract:Thereispermeatingairflowinundergroundventilati
3、onsystem.Thisarticalselectsarepresentativepermeatingareaastheoriginalmodel.Throughtheanalysisofthemainparametersoforiginalmodel,thispaperestablishesanexperimentalmodelbasedonsimilarityanalysis.Makingoutthemovementlocusofpermeatingairflowinaflowfield,verifyingthecorrectnessofthegeneralmathematicalmo
4、delofthepermeatingvelocityareaandfindingouttherealtionhshipbetweenFSIandpermeatingvelocity,etc.,thisexperimentalmodelisvaluable.Keywords:undergroundventilation;permeatingairflow;experimentalmodel;design在地下工程的施工通风与运行通风中,普遍存在着渗流问题。由于它对通风系统的正常工作具有较大的影响,因而近年来国内外对地下施工通风与运行通风中的渗流问题进行了广泛的研究。笔者在分析渗流场压力与
5、速度分布的关系的基础上,导出了可同时描述线性渗流和非线性渗流运动关系的通[1]用数学模型;借助于有限元差分,对某些工程问题进行了数值模拟;还有一些研究者利用Kozeny理论,通过对Darcy定律和NavierStokes方程的分析比较,得出了渗流运动的重要参数渗透系数的理[2]论描述。这些成果为渗流理论在工程上的应用奠定了基础。由于现场条件的复杂性,各种工程的渗流特性存在着较大的差异。利用现有的理论,能够确定并解释多种运动现象,但依然存在几个主要问题:(1)流态指数的变化规律尚未确定,使得部分运动参数无法进行定量分析。(2)渗流运动的通用数学模型作为工程应用的重要成果,其正确性虽然已为
6、文献[3]收稿日期:2003-08-29作者简介:田思进(1963-),男,副教授,硕士生.154上海应用技术学院学报第3卷的隧道掘进所验证,但尚未在更复杂的渗流区域中得到检验。(3)对二维以上的渗流运动轨迹的确定,部分文献的观点是截然不同的。为了解决以上问题,我们选取了在地下通风中最复杂的渗流区域作为原型,通过相似分析,建立实验模型,进而分析并掌握了地下通风的渗流特性及其参数值的确定。对渗流问题的研究,笔者曾发表过十余篇论文,其中有相当一部分成果来自于实验研究,几年来的理论与实践证明,这一实验研究的模型设计与参数选取有一定的独到之处,对该领域的研究有一定的参考价值。1原型的选择具有
7、渗流运动的原始模型是多种多样的,在地下工程中主要有:(1)隧道、地铁、地下建筑物与构筑物的施工通风;(2)矿山地下开采的施工通风与运行通风。由于后者的作业位置更深,通风路线更长以及串并联网络更多,而使得风流控制更加困难。若在此通风系统中出现渗流区域,则极容易出现风流短路或角联问题,严重影响通风系统的正常工作。这种渗流区域除了部分存在于沿程的裂隙发育之中以外,大都存在于各个采场及采空区当中,尤其以崩
