计算机管理软件分析系统在局部通风机通风中的应用

计算机管理软件分析系统在局部通风机通风中的应用田艳秋*杨胜强鹿存荣李小玉黄瑞玲（中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室，安全工程学院，江苏徐州221008）摘要：借助于数学模型和计算机编程，建立专门致力于改善局部通风机通风数据处理的计算机管理软件分析系统，通过提高数据处理速度及得出通风系统各参数的变化曲线，找出局部通风机通风的薄弱环节，进而采取有效的措施，及时解决局部通风机通风系统中存在的问题。关键字：局部通风机；计算机；风筒；百米漏风率1引言局部通风机通风是利用局部通风机做动力源，用风筒作为导风工具的通风方法[1]。在使用风筒作为导风工具的局部通风机通风中，风筒沿途不可避免的会存在漏风，供风量Q是一个不断衰减的过程，尤其以风筒接头处漏风为主。风筒的漏风同时会导致风压值的下降，因此风筒内风流变化的数据处理及分析是一个十分复杂而细致的过程。所以利用计算机管理软件分析系统，简化数据处理过程，找出通风系统中的薄弱环节，提出改进措施对改善局部通风机通风有重要的意义。本文所介绍的计算机管理软件分析系统是借助于数学模型，通过编制好的软件得到通风系统各参数，及时了解通风系统的工作状况，找出主要的漏风地点及风阻大的地点，从而采取措施，改善通风系统的运行状况。2计算机管理软件分析系统建立的数学模型[1]2.1风筒内风流速度的计算公式/2vhv（1）v—测点的风速,m/shv—测点处的速压,Paρ—空气密度,Kg/m32.2测点处通风风量计算公式SVQ（2）Q—测点处通风风量，m3/sS—断面面积，m2；V—测点处平均风速，m/s。*田艳秋（1984-），女，汉族，河北省迁安市人，硕士，从事通风安全方面的研究地址：江苏省徐州市中国矿业大学安全学院硕士2008级E-mail:[e-mail]:151621201682.3风阻计算公式3SULR漏漏，311SULR(3)漏R——风筒接头处风阻，N·s2/m8R1——第一节风筒的风阻，N·s2/m8α——风筒摩擦阻力系数L漏——接头处宽度，mL1——一节风筒的长度，m2.4通风系统中漏风量、百米漏风率、及通风阻力计算公式推导由局部通风机通风中风筒第一个接头前后通风阻力的等价关系，得方程组：10220112节大漏节hPPRQQQRh（4）式中：h节1——第一节风筒的通风阻力，PaQ0——风机初始风量，m3/sQ——第一节风筒的漏风量，m3/s大P——大气压，PaP0——风筒初始位置的绝对压力，Pa解方程组（4），得：Q=2漏漏大漏）（RRQRRPPRRQR44)4(12010101经分析，得：Q=2漏漏大漏）（RRQRRPPRRQR44)4(12010101为负值，舍去。因此，取Q=2漏漏大漏）（RRQRRPPRRQR44)4(12010101(5)由于每节风筒的长度、断面、摩擦阻力系数等参数相同，因此，可以认为每节风筒的风阻R1（iR）及每段风筒接头处的风阻R漏均相同，为常数。由此得，nQ=2漏漏大漏）（RRQRRPPRRQRnnn44)4(12111111(6)nQ——第n节风筒的漏风量，m3/s1nQ——第n节风筒的初始风量，m3/s1nP——第n节风筒的绝对压力，Pa其中，121nnnQQQ（7）2nQ23nnQQ……101QQQ所以，可以得出结论：（1）第一节风筒到第n节风筒的总漏风量计算公式:iQQ总(8)总Q——第一节风筒到第n节风筒的总漏风量，m3/siQ——第i节风筒的漏风量，m3/s综上可得，通过公式(5)，可以求出第一节风筒的漏风量，通过公式(6)可以求出每一节风筒的漏风量，通过公式(8)可以求出从风筒初始位置到第n节风筒的总漏风量。又可以得到以下结论：(2）每一节风筒百米漏风率的计算公式推导由公式（6）可以推出每一节风筒的百米漏风率的计算公式：n=2%10030100)4(4)4(112111111nnnnQRRQRRPPRRQR漏漏大漏）（（9）（3）每一节风筒通风阻力的计算公式推导2112nnnQQRh节（10）nh节——第n节风筒的通风阻力，Pa所以，ihh节节总（11）节总h——风筒初始位置到第n节风筒的通风总阻力，Paih节——第i节风筒的通风阻力，Pa3.利用计算机管理软件计算通风系统各参数[2]3.1计算机管理软件分析系统编程简介专门针对局部通风机通风设计的计算机管理软件分析系统是利用VisualBasic开发的，通过此软件，将实测数据输入到主界面中，可以计算出通风系统中每节风筒的风量、通风阻力等参数，并且可以绘制出上述各参数随风筒长度变化的曲线，从而得出通风系统的运行状况、主要漏风地点和风阻较大的地点，有针对性地采取治理措施。由数学模型可得，通风系统的各参数具有递推关系，因此通过计算机编程来达到加快数据处理的目的可以实现。3.2计算机管理软件分析系统编程注意事项（1）由于局部通风机通风系统的漏风主要集中在风筒接头处，因此本程序只考虑风筒接头处漏风。（2）考虑到风筒接头处两节风筒内部绝对压力(Pn-1、Pn，Pn-1Pn)受局部阻力影响很小，因此可认为Pn=k·Pn-1，其中k=0.9999。利用公式（6）,循环递推可得到每一节风筒的风量。根据公式（1）、（9）和公式(11)，可算出每节风筒的风速、漏风率、及任意点的通风阻力。3.3计算机管理软件分析系统本程序的主界面如下图所示：图1计算机管理软件分析系统程序主界面应用本程序，将已经测得的或计算得到的初始风量、风压、风阻等参数输入其对应的空白处，点击“计算”按钮，便可以得到风筒各点风量、百米漏风率、通风阻力等参数的值。如果所得结果与实际不符，会有相应的提示。同时，点击菜单栏上的“参数绘图”项，可得到风量、风速、通风阻力和百米漏风率随风筒长度变化的关系曲线。4结论计算机管理软件分析系统是应用现代技术，借助于自动化手段，对局部通风机通风系统进行科学管理的一个强有力的工具。通过使用计算机管理软件分析系统，能够加强对通风系统的检测，及时发现问题，进而解决问题，从而改善通风系统的运行状况，改善工人的劳动条件，节约能源，降低通风成本。参考文献：[1]张国枢．通风安全学[M]．徐州：中国矿业大学出版社，2000．[2]刘炳文．VisualBasic程序设计教程[M]．北京：清华大学出版社，2003．