Объектом испытаний являются датчики Rosemount 3095MFA, используемые для контроля основных аэродинамических параметров.

Цель испытаний - исследование возможности использования датчиков Rosemount 3095MFA для контроля аэродинамических параметров вентиляторной установки главного проветривания (ВУГП) в нормальном и реверсивном режимах функционирования при размещении датчиков в вентиляционных каналах ВУГП; определение необходимости периодической корректировки показаний датчиков; разработка рекомендаций по корректировке.

ВУГП состоит из двух вентиляторов - рабочего и резервного, электропривода, аппаратуры управления и контроля, устройств и приспособлений для переключения воздушной струи с рабочего вентилятора на резервный и в режим реверсии, выполненные в виде ляд с приводом, диффузоров и системы вентиляционных каналов. Вентиляторы ВЦД-47,5А обеспечивают высокую экономичность работы в широком диапазоне вентиляционных режимов, отличающихся от оптимальных по давлению и производительности, что достигается поворотом лопаток устройства для сброса мощности и/или изменением частоты вращения рабочего колеса вентилятора. Реверсирование воздушной струи осуществляется за счет переключения соответствующих ляд в вентиляционных каналах, без остановки приводного электродвигателя. Производительность вентиляторов в реверсивном режиме практически равна производительности при нормальной работе.

В процессе испытаний должны использоваться следующие измеряемые аэродинамические параметры (в нормальном и реверсивном режиме работы ВУГП):

S - площадь поперечного сечения вентиляционного канала в замерном сечении, м²; V - скорость воздушного потока сечения канала при работе вентилятора ВУГП, м/с; - статическое давление, Па; Р_{полн -} полное давление, Па; P_{A -} давление атмосферы, Па; Р_дин - динамическое давление, Па; Т - температуры воздушного потока, ⁰С.

Расчетные параметры работы ВУГП:

Q_в - производительность вентилятора, м³/с; Q - расход (дебит) воздуха через сечение вентиляционного канала, в котором установлен датчик, при работающей ВУГП, м³/с.

Испытания проводятся с использованием средств измерений и устройств для измерения величин. Используются следующие измерительные приборы: барометр, термометр, трубки "Прандля - ЦАГИ" с гибкими трубками, соединенные тройниками, микроманометр, рулетка, анемометр. Приборы, с помощью которых измеряются параметры работы ВУГП, должны иметь класс точности не ниже 0,5 и свидетельство о госповерке.

Перед выполнением испытаний на ВУГП должен быть оформлен установленной формы наряд - допуск с конкретным перечнем выполняемых работ и проведен инструктаж по правилам безопасности в отделе ОТ и ПБ рудника, а перед непосредственным началом работ - на участке вентиляции. Все работы по производству замеров согласовываются и ведутся в присутствии ответственного лица технического надзора рудника. При проведении испытаний измерительные приборы должны находиться в зоне, исключающей воздействие на них завихрений воздушных потоков, вибраций, конвективного и лучистого тепла, а также других факторов, искажающих их показания.

Все значения параметров, полученные в результате испытаний, приводятся к нормальным атмосферным условиям согласно ГОСТ 10921-90 [1]. Измеряемые параметры регистрируются в диапазоне изменения производительности, перекрывающей рабочий участок аэродинамической характеристики ВУГП. Число точек характеристики, соответствующих режимам работы ВУГП, должно быть не менее 5.

датчик контроль аэродинамический параметр

Показания приборов во время испытаний снимаются при установившемся режиме работы ВУГП, который определяют по постоянству их показаний, но не ранее чем через 15 минут после перехода на другой режим. Воздушный поток в сечениях для замера скорости должен быть устойчивым, прямолинейным и равномерным. Неравномерность потока, определяемая как разность между максимальной и минимальной скоростями, поделенная на удвоенную среднюю скорость, не должна превышать 0,2. Разность полных и статических давлений в отдельных точках измерительных сечений не должно превышать 30 Па [1].

Диаметры сечений измеряются с помощью рулетки.

Скорость воздушных потоков замеряется с помощью анемометра, методом обвода поперечного сечения. Длительность одного замера должна быть не менее 375 секунд. Количество замеров не менее 3-х. Периодичность замеров 10 - 20 минут с последующим вычислением средней скорости.

Температура воздушного потока измеряется термометром, а атмосферное давление с помощью барометра.

Статическое давление P_ст и депрессия H вычисляются по формулам:

(1)

где - коэффициент, приводящий результаты измерений к нормальным атмосферным условиям [1].

Все результаты замеров заносятся в протокол испытаний.

Расчетные параметры ВУГП определяются на основе измеренных параметров. Производительность вентилятора Q_в и расход воздуха в вентиляционной сети при отключенной ВУГП Q вычисляются одним из двух методов: либо на основе значений замеренного поперечного сечения и средней скорости воздушного потока в этом сечении по формуле (2), либо на основе измеренных значений полного и статического давлений из следующего выражения:

(2)

Здесь ~ 1,24 кг/м³ - плотность воздуха.

Аэродинамическое сопротивление участка вентиляционной сети R вычисляется по формуле:

(3)

При оценке погрешностей измерения аэродинамических параметров ВУГП принимаются следующие допущения [1]: составляющие погрешности не имеют корреляционной связи и являются независимыми; составляющие погрешности распределены по нормальному закону Гаусса; предельная погрешность измерения равна максимальной погрешности однократного измерения при доверительной вероятности 0,95, составляющей удвоенное значение среднего квадратичного отклонения (СКО) ; систематические ошибки, не поддающиеся устранению или учету классом точности, рассматриваются как случайные путем оценки погрешности не только данного прибора (способа), а совокупности аналогичных приборов (способов).

СКО определяется следующим способом [1,2].

Систематическое СКО вычисляется по формуле:

(4)

где _ПР - стандартное отклонение показаний прибора, %; _ОКР - стандартное отклонение округления показаний прибора, %.

Стандартное отклонение показаний прибора и стандартное отклонение округления показаний прибора вычисляются по общепринятым формулам.

СКО статического давления или депрессии находится по формуле:

(5)

где _{СТ. Нс -} СКО изменения статического давления или депрессии.

- СКО приведения воздуха к стандартным атмосферным условиям, %; находится по выражению:

(6)

где Ра - СКО измерения давления внутрирудничной атмосферы, %.

Та - СКО измерения температуры воздушного потока, %.

СКО измерений полного давления (_Рпол, %), рулеткой (_Ркл, %), фазных токов и СКО определения скорости движения воздушного потока (V, %): при измерении скорости анемометром V находится по выражению (5); при расчете скорости на основе измеренных давлений.

(7)

где 2 - СКО определения плотности воздушного потока, %, ~ 0,05 %, [2].

СКО определения производительности (расхода) (Q, %):

(8)

где - СКО округления числа , % ~ 0,005 %, [2].

После обработки результатов произвести сравнение полученных результатов и, при необходимости произвести корректировку датчиков Rosemount 3095MFA, путем вращения усредняющей трубки Annubar, для установки ее перпендикулярно движению воздушного потока. Проведение испытаний датчиков Rosemount 3095MFA и использование их результатов позволит достоверно контролировать производительность, температуру, абсолютное давление при различных режимах работы ГВУ на вентиляционную сеть. Результаты испытаний позволят дать рекомендации по способу и периодичности корректировки показывающих приборов Rosemount 3095MFA (производительность, давление).

Список литературы