СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ ДВИЖЕНИЯ ТЕЛА ПЕРЕМЕННОЙ МАССЫ В ТЕКУЩЕЙ СРЕДЕ

Способ определения динамической энергии движения тела переменной массы в текущей среде, включающий выбор горного массива с находящейся в нем выработкой, выбор ее начального и конечного сечений, установку тела в начальное сечение устройством изменения массы тела, измерение заданной массы тела, подачу в выработку устройством изменения воздушной среды с заданной скоростью движения и возможностью движения тела по длине выработки, отличающийся тем, что дополнительно устанавливают устройством изменения скорости движения воздуха неподвижную воздушную среду в выработке, устанавливают на тело датчик для замера скорости и направления движения воздуха, сообщают телу устройством изменения массы возможность движения в воздушной среде по длине выработки, измеряют время движения тела от начального до конечного сечения, сначала измеряют температуру, плотность, объем тела и определяют заданную массу тела, затем измеряют температуру, плотность, объем воздуха и определяют скорость движения воздуха относительно тела в конечном сечении выработки, затем измеряют возможные предельные отклонения от заданных значений массы тела и скорости движения воздуха, при наличии отклонений измеряют угол наклона выработки, длину выработки, определяют форму тела, измеряют длину тела, площадь его миделева сечения, измеряют объем тела, затем устанавливают устройством изменения массы тела в конечном сечении выработки минимальное ее значение при дальнейшем увеличении массы тела до максимального значения или максимальное значение при дальнейшем снижении ее до минимального значения, одновременно устанавливают устройством изменения скорости движения воздуха в конечном сечении выработки минимальное ее значение при дальнейшем ее увеличении до максимального значения или максимальное значение при дальнейшем снижении ее до минимального значения, после этого изменяют массу тела, изменяют скорость движения воздуха относительно тела от одного до другого предельных значений с переходом через заданные их значения, затем измеряют в конечном сечении выработки объем тела, скорость воздуха, измеряют время движения тела от начального до конечного сечения, измеряют миделево сечение тела, измеряют температуру тела и воздуха, затем определяют плотность тела и воздуха при их изменении, определяют массу воздуха при каждом замере, определяют разность массы тела и воздуха при каждом замере и определяют массу тела в текущей среде при каждом замере, одновременно измеряют площадь миделева сечения тела, измеряют скорость движения воздуха, обтекающего тело в конечном сечении выработки, определяют плотность объемного расхода воздуха, приходящегося на миделево сечение, и определяют удельную плотность объемного расхода воздуха, соответствующую массе тела в конечном сечении выработки при каждом замере, вслед за этим определяют показатель режима изменения массы тела в среде между замерами при изменении удельной плотности объемного расхода среды и определяют начальную величину массы тела, затем определяют показатель режима изменения между замерами удельной плотности объемного расхода воздуха при изменении массы тела в среде, определяют начальную величину удельной плотности объемного расхода воздуха, далее определяют начальный объемный импульс и определяют объемный импульс при каждом замере параметров, после этого определяют начальную динамическую энергию и определяют при каждом замере динамическую энергию тела при переменной массе тела в среде, температуре, переменной удельной плотности объемного расхода воздушной среды и разных режимах их изменения по базовой формуле
,
где E - динамическая энергия тела;
m - разность массы тела и среды при каждом замере определяется по формуле
т
с
m=(ρW)-(ρqt),
т
W - объем тела определяется по формуле
т
о
W=W(1+3αΔТ),
где ΔТ - разность температур;
α - коэффициент линейного расширения тела;
o
W - начальный объем тела определяется по формуле
,
т
ρ- плотность тела определяется по формуле
,
с
ρ - плотность воздушной среды при каждом замере определяется по формуле
,
П - барометрическое давление;
М - молярная масса среды;
г
R - абсолютная газовая постоянная;
Т - температура среды;
q - объемный расход среды, омывающей тело, определяется по формуле
м
q=v·S,
где Q - плотность объемного расхода среды, приходящейся на миделево сечение, определяется по формуле
,
v - скорость движения среды в конечном сечении;
м
S - площадь миделева сечения тела;
t - время движения среды;
r - удельная плотность объемного расхода среды при каждом замере определяется по формуле
1
n - показатель режима изменения массы тела в среде при переменной удельной плотности объемного расхода среды определяется по формуле
2
n - показатель режима изменения удельной плотности объемного расхода среды при переменной массе тела определяется по формуле
,
o
Р - начальный объемный импульс определяется по формуле
,
o
где m - начальная масса тела;
o
r - начальная удельная плотность объемного расхода среды;
Р - объемный импульс при каждом замере определяется по формуле
,
o
E - начальная динамическая энергия определяется по формуле
,
где  - удельная плотность объемного расхода среды, соответствующая средней скорости движения среды,
или скорость воздушной среды устройством ее изменения устанавливают в конечном сечении выработки на начальном уровне, а массу тела в среде ее устройством изменяют, после этого измеряют массу тела, определяют постоянную начальную удельную плотность объемного расхода среды, вслед за этим определяют показатели режимов изменения удельной плотности объемного расхода и массы тела, определяют начальный объемный импульс, определяют импульс при каждом замере, определяют начальную энергию и определяют динамическую энергию тела при переменной массе тела в среде, постоянной начальной удельной плотности объемного расхода среды и разных режимах их изменения по формуле
1
2
где n+1; n=0 - показатели режимов изменения массы тела и удельной плотности объемного расхода среды;
- начальная динамическая энергия,
или массу тела устройством ее изменения устанавливают в конечном сечении выработки на начальном уровне, а скорость движения воздушной среды ее устройством изменяют, после этого измеряют начальную массу тела, измеряют скорость воздушной среды и определяют удельную плотность ее объемного расхода, вслед за этим определяют соответствующие им показатели режимов изменения, определяют начальный объемный импульс, определяют объемный импульс при каждом замере, определяют начальную энергию тела и определяют динамическую энергию тела при постоянной начальной массе тела в среде, переменной удельной плотности объемного расхода среды и разных режимах их изменение по формуле
,
1
2
где n=0; n+1 - показатели режимов изменения массы тела в среде и удельной плотности объемного расхода среды;
- начальная динамическая энергия,
или массу тела устройством ее изменения устанавливают в конечном сечении выработки на начальном уровне, устанавливают устройством скорость движения воздуха также на начальном уровне, после этого одновременно измеряют массу тела и скорость движения воздуха от одного до другого предельного значения, измеряют массу тела и скорость движения воздуха, определяют удельную плотность объемного расхода среды, вслед за этим определяют показатели режимов изменения массы тела и удельной плотности объемного расхода воздушной среды, определяют начальный объемный импульс, определяют объемный импульс при каждом замере, определяют начальную энергию и определяют динамическую энергию тела, после этого определяют зависимость изменения массы тела и удельной плотности объемного расхода среды от динамической энергии, определяют общую точку равенства их величин и определяют оптимальную динамическую энергию тела при постоянной начальной энергии, численном равенстве массы удельной плотности объемного расхода среды и разных режимах их изменения по формуле
,
опт
опт
где m, r - соответственно численно равные величины массы тела и удельной плотности объемного расхода среды;
1
2
n, n - показатели режимов изменения массы тела и удельной плотности объемного расхода среды;
- начальная динамическая энергия,
или массу тела устройством ее изменения устанавливают в конечном сечении выработки на начальном уровне, устанавливают устройством скорость движения воздуха также на начальном уровне, после этого одновременно измеряют массу тела, измеряют расход воздушной среды, определяют соответствующие им показатели режимов, определяют начальный удельный импульс и определяют начальную динамическую энергию тела при начальной массе, удельной плотности объемного расхода воздушной среды и одинаковых режимах их изменения по формуле
,
o
где P - начальный импульс тела;
r - удельная плотность объемного расхода среды в точке замера, соответствующая половине скорости движения тела;
затем измеряют динамическую энергию тела между точками замера, учитывают знак изменения энергии и определяют полную динамическую энергию тела по базовой формуле и ее вариантам
,
где Е - полная динамическая энергия;
i - индекс вариантов динамической энергии (i=1, 2, 3…);
j - индекс интервалов энергии (j=I, II…) между точками замера (0, a, b…d, h); при j=I имеем I=0÷a; при j=II имеем II=a÷b…; при j=N имеем N=d÷h,
после этого измеряют полную динамическую энергию тела для начального момента времени его движения, измеряют полную динамическую энергию для конечного момента времени его движения, затем определяют потерю динамической энергии тела при различных ее вариантах и сочетаниях величин начальной энергии тела, его массы, удельной плотности объемного расхода среды, режимов движения тела, среды и моментов движения из формулы закона изменения и сохранения динамической энергии в виде
,
где i - индексы вариантов динамической энергии (i=2, 3);
н, к - индексы начального и конечного момента времени движения тела;
ΔЕ - потеря динамической энергии при движении тела в среде.