для определения кх достаточно условна, однако охватывает практически все задачи горной теплофизики и позволяет систематизировать как имеющиеся математические модели, так и результаты многочисленных исследований. Значение коэффициента нестационарного теплообмена кх в общем случае зависит от времени проветривания, теплофизических свойств горных пород, геометрических размеров выработки, характера изменения во времени температуры воздуха. Со стен выработок может испаряться вода, что интенсифицирует процесс теплообмена и учитывается при определении кх выбором соответствующего коэффициента теплоотдачи а. При интенсивном испарении влаги со стенок выработки температура стенки практически равна температуре воздуха, при этом коэффициент теплоотдачи а стремится к бесконечности. Важной особенностью, влияющей на формирование тепловых условий в горных выработках, является увлажнение (осушение) воздуха. Характерным, а потому и наиболее исследованным, процессом массообмена в шахтной теплофизике является процесс испарения влаги со стен выработок. Прирост температуры воздуха, что следует из характера протекания теплообмена с горным массивом, должен уменьшаться по длине выработки. Естественно, что в начале выработки при максимальном температурном напоре он больше и сокращается по мере уменьшения температурного напора. Увлажнение воздуха сокращает различие в приросте его температуры по длине выработки, так как часть тепла расходуется на испарение влаги. Интенсивность увлажнения зависит не только от величины прироста температуры, но и от абсолютного значения самой температуры, так как с увеличением температуры растет способность воздуха поглощать влагу. Влияние на теплоперенос массообменных процессов учитывается в уравнении теплового баланса при записи приращения энтальпии, представляемого как сумма «явного» и «скрытого» тепла [162]. «Скрытое» тепло поступает в воздух вместе с водяным паром. Влага, благодаря большой величине теплоты парообразования, оказывает значительно большее влияние на величину энталь51 |
кх, найденные эмпирико-статистическими методами. Следует отмстить, что приведенная классификация расчетных формул для определения кх достаточно условна, однако охватывает практически все задачи горной теплофизики и позволяет систематизировать как имеющиеся математические модели, так и результаты многочисленных исследований. Значение коэффициента нестационарного теплообмена к, в общем случае зависит от времени проветривания, теплофизических свойств горных пород, геометрических размеров выработки, характера изменения во времени температуры воздуха. Со стен выработок может испаряться вода, что интенсифицирует процесс теплообмена и учитывается при определении кх выбором соответствующего коэффициента теплоотдачи а. При интенсивном испарении влаги со стенок выработки температура стенки практически равна температуре воздуха, при этом коэффициент теплоотдачи а стремится к бесконечности [101,206]. Важной особенностью, влияющей на формирование тепловых условий в горных выработках, является увлажнение (осушение) воздуха. Характерным, а потому и наиболее исследованным, процессом массообмена в шахтной теплофизике является процесс испарения влаги со стен выработок. Прирост температуры воздуха, что следует из характера протекания теплообмена с горным массивом, должен уменьшаться по длине выработки. Естественно, что в начале выработки при максимальном температурном напоре он больше и сокращается но мере уменьшения температурного напора. Увлажнение воздуха сокращает различие в приросте его температуры по длине выработки, так как часть тепла расходуется на испарение влаги. Интенсивность увлажнения зависит не только от величины прироста температуры, но и от абсолютного значения самой температуры, так как с увеличением температуры растет способность воздуха поглощать влагу. Влияние на теплоперенос массообменных процессов учитывается в уравнении теплового баланса при записи приращения энтальпии, представляемого как сумма «явного» и «скрытого» тепла [104, 138, 143, 197]. «Скры24 тое» тепло поступает в воздух вместе с водяным паром. Влага, благодаря большой величине теплоты парообразования, оказывает значительно большее влияние на величину энтальпии, чем сухая часть воздуха, поэтому корректный учет увлажнения воздуха при проведении тепловых расчетов имеет принципиальное значение [14, 23, 24, 36-39, 56, 59]. В отличие от моделей теплопереноса в горном массиве, допускающих как строгую математическую постановку и аналитические решения, гак и приближенные постановки и решения, задачи теплопереноса в выработках изначально являются приближенными [2, 32, 35, 59, 195, 214]. Это связано с большим количеством упрощающих допущений, на основе которых строятся математические модели процессов теплои массообмена, протекающих в горных выработках. Наиболее известными являются методики учета массообменных процессов, предложенные А.11. Щербанем, О.А. Кремневым и В.Я. Журавленко [101,206, 207]. Они отличаются различными способами аппроксимации влагосодержания по температуре воздуха, а их решения строятся на использовании заданных влажностных параметров в конце выработки. Способ решения уравнения теплового баланса при линейном законе изменения влагосодержания или относительной влажности воздуха вдоль выработки предложен в работах [126, 206]. При этом используются линейная или квадратичная аппроксимация по температуре для влагосодержания насыщенного воздуха или линейная аппроксимация для давления насыщающих паров. Методы тепловых расчетов, основывающиеся на заданных законах изменения влажности воздуха в выработках, получили наибольшее распространение [37, 157, 208]. Попытка расчетным путем найти относительную влажность воздуха в конце выработки [101] потребовала составления уравнения баланса влаги, где влагосодержанис выражено через парциальное давление пара. Известны попытки одновременного расчета температуры и влажности воздуха в конце выработки на основе двух балансовых уравнений, которые предпринимались в рамках моделей с использованием коэффициента нестационарного массо25 |