O’zbekiston respublikasi oliy va o’rta maxsus ta’lim vazirligi navoiy kon metallurgiya kombinati navoiy davlat konchilik instituti

Dars № 4. Karerlarni tabiiy shamollatish.

1. Shamol energiyasidan foydalanish orqali karerlarning tabiiy havalandırılması

Chuqur karerlarni tabiiy shamollatish sxemalarini birinchi tadqiqotchi OS Geschun edi. Uning tadqiqotlari karerlarda havo almashinuvining to'g'ridan-to'g'ri oqim va qayta ishlash rejimlarining xususiyatlariga qaratilgan. 50 - larda K. V. Kochnev tomonidan havo oqimlari, karyeralarni tabiiy shamollatishdagi termal omil o'rganildi.
Olimlar texnika fanlari doktori N. Z. Bitkolov rahbarligida karyeralar makonining meteorologik xususiyatlarini o'rganishga katta hissa qo'shdilar. Shamol oqimi, issiqlik va radiatsiya rejimlari, Qozog'iston va Markaziy Osiyodagi havo almashinuvining sabablari tekshirildi. N. Z. Bitkolov va I. I. Ivanov birinchi marta kariyerada harorat inversiyalarini sun'iy ravishda yo'q qilish jarayonini ko'rib chiqdilar.
Vs Nikitin birinchi yondashuvda tezlikni hisoblash usulini taklif qildi, chunki bu jarayon havo oqimlarining tarqalishi va harorat omilining ta'sirini qamrab olmaydi. Muallif karer atmosferasining tarkibini va uning kelib chiqish manbalaridan chang tarqalishini prognoz qilish masalalarini ko'rib chiqdi. Karer shamollatish sxemalari ishlab chiqildi va tabiiy havo almashinuvining aerodinamik parametrlarini baholash uchun qaramlik aniqlandi. Ish joyidagi shamol tezligi konning rivojlanishining muayyan bosqichida martaba geometriyasiga bog'liq ekanligi aniqlandi.
Akademik AA Skochinskiyning dasturlarini amalga oshirish bo'yicha olib borilgan tadqiqotlar natijasida bu sohada nafaqat tadqiqotlarni rivojlantirishga, balki tog ' − kon sanoati sohasida yangi yo'nalishning boshlanishiga ham xizmat qilgan juda ko'p ma'lumotlar to'plandi.
Tabiiy shamollatishni belgilovchi asosiy elementlardan biri shamol energiyasidir, uning vaqti-vaqti bilan o'zgaruvchanligi havo almashinuvining turli intensivligini belgilaydi, buning natijasida atmosferada gaz va changning ma'lum kontsentratsiyasining atmosferada to'planishi bilan buzilish ehtimoli. Shamol energiyasidan foydalangan holda ventilyatsiya intensivligi, asosan, chuqurlashib borayotgan martaba hajmiga bog'liq.
Karerlarni ishlab chiqarish jarayonida ketma-ket bir necha bosqichdan o'tadi, bu nafaqat havo oqimlarining harakatlanish sxemasi, balki shamollatish intensivligi o'zgarishi bilan tavsiflanadi. Karyera chuqurligining L rejasida uning hajmiga nisbati jihatidan uch turni ajratish mumkin:
1. H / Ln ≤ 0,1-kichik;
2. 0,1 < n / Ln<0,2 - o'rtacha;
3. H / Ln≥ 0,2 - chuqur.
Birinchi bosqich (4.4-rasm) karyera rivojlanishining dastlabki bosqichi uchun xosdir, kichik chuqurlikda esa rejadagi o'lchamlar muhimdir. Bunday holda, martaba maydoni bilan band bo'lgan maydon atrofdagi hududdan juda farq qilmaydi va umuman shamollatish deyarli ochiq joylar bilan bir xil tarzda amalga oshiriladi. Natijada yuzaga keladigan farq, asosan, asosiy jinslarning tabiatidagi o'zgarish va pürüzlülük parametrlarining bir necha ortishi bilan bog'liq.
Birinchi bosqichda tasnifga muvofiq, havo harakatining to'g'ri oqim va qayta ishlash sxemalari ustunlik qiladi.
Ventilyatsiya oqimi sxemasi (4.1-rasm) sirtdagi va kareradagi havo tezligi vektorining tasodifiyligi bilan tavsiflanadi. To'g'ridan-to'g'ri shamollatish sxemasi shamol yonbag'irlarining burchaklarida 150 dan kamroq va bu tomonning bir-biriga nisbatan bir xil darajada oldinga siljishi bilan yuzaga keladi.
Shakl 4.1-ishga qabul qilish havosini to'g'ridan-to'g'ri oqim sxemasi

B o'shliqlarning notekisligi bo'lsa, bu sxema qayta ishlashga o'tadi (shakl 4.2). Shamol havo oqimi, karerga kirib, kengayib, butun profilini to'ldiradi, shamol va shamol tomonlarining barcha burchaklarini yuvadi.

Shakl 4.2-ishga qabul qilish havosini qayta ishlash sxemasi
Shamollatish aylanma sxemasi shamol tezligi 150-150 m/s dan oshib ketganda va teskari havo oqimlari zonasi mavjudligi bilan ajralib turadigan, bir-biriga nisbatan yon bag'irlari oldida bir-biriga nisbatan 150 yoki 0,8 dan ortiq, lekin turli xil burchaklardagi burchaklardagi burchaklardagi karyerada paydo bo'ladi.
Karyera ustida harakat qilayotgan havo oqimi doimo kengayib boradi, karyera qarama-qarshi tomoniga etib boradi, uning burchaklarini yuvadi, yuqoriga qarab harakat qiladi, shamol yo'nalishi bo'ylab keladigan karyera chuqur qismidan zararli moddalarni olib keladi. Yuvishdan keyin chuqur kareralarda shamollatish jarayoni juda uzoq vaqt davomida kuzatiladi. Shamol tezligi va karyera miqdori oshishi bilan ushbu sxemada shamollatish samaradorligi oshadi.
Shamolli yonbag'irlarning burchaklariga ega bo'lgan karerlarda 150 dan ortiq havo oqimi va qayta ishlash sxemasi (4.3 - rasm) paydo bo'ladi. Shakl 4.3 - to'g'ridan-to'g'ri oqim va qayta ishlash sxemasi
Sirtdagi oqimlarning past tezligi va martaba parametrlarining jadal o'zgarishi oqibatida ochiq kon ishlarini xavfsiz o'tkazish uchun noqulay sharoitlar yaratilmoqda, bu esa turg'un zonalarning shakllanishi bilan bog'liq. To'g'ridan-to'g'ri oqim va qayta ishlash sxemasi karyera yon tomonidagi o'zgaruvchan burchak bilan joizdir.
L3 saytida ventilyatsiya jalb havo iste'moli (m3/s), formula bilan birinchi bosqichi (rasm 4.4) uchun belgilanadi:

bu erda U0CP-l1, m/s uchastkasini ventilyatsiya qilishda ishtirok etadigan h balandligi bilan qatlamda havo harakatining o'rtacha tezligi; b1K-shamol yo'nalishiga perpendikulyar yo'nalishda l1 uchastkasi uchun o'rtacha karyera kengligi, m.

L1 qismini ventilyatsiya qilishda ishtirok etadigan havo oqimi qatlamining balandligi geometrik binolardan aniqlanadi:

bu erda h-ushbu rivojlanish bosqichida martaba chuqurligi, m; A1-doimiy tezliklarning yadrosining torayishining ichki burchagi; A2 - erkin samolyotning tashqi burchagi.

Shakl 4.4-martaba rivojlanishining turli bosqichlari

Erkin turbulent Jet nazariyasi ma'lum:

L2 uchastkasi uchun havo almashinuvida ishtirok etadigan havo oqimi (m3/s) ochiq maydon uchun ham aniqlanadi:

bu erda L2-shamol yo'nalishi bo'yicha saytning xarakterli hajmi, m; b2K-shamol vektoriga perpendikulyar yo'nalishda platformaning o'lchami, m; g = 0,67-L2, k qismining Uosrdlya o'zgarishlarini hisobga olgan holda koeffitsient-oqimning turbulent tuzilishini hisobga olgan holda koeffitsient; k = 0,129 rivojlangan turbulentlik sharoitida.
Karyera parametrlari LP, b1K, H belgilangan qiymatlar, shamol yo'nalishi bo'yicha uchastkaning kattaligi (m) formula bilan aniqlanadi

Shunday qilib,

Rivojlanish bosqichida ventilyatsiya bilan shug'ullanadigan havoning to'liq miqdori,
Q=Q1+Q2.
Yoki

Sirtdagi shamol tezligi balandligi doimiy emas, shuning uchun hisoblangan formulalarga u0cp sirt shamol oqimining o'rtacha tezligini kiritish kerak, bu esa havo almashinuvida ishtirok etadi:

bu erda Uz-sirtdagi shamol oqimining tezligini balandlikda taqsimlash funktsiyasi; h-ko'rib chiqilayotgan qatlamning balandligi.
Rivojlanish chuqurligining h/LP ga yanada oshishi bilan<0,2 ish joyini shamollatish shartlari sezilarli darajada o'zgarib turadi, karyera ko'p qismida havo massalari harakati qayta ishlash sxemasi bo'yicha amalga oshiriladi, teskari oqim zonasi ortadi, karyera pastki qismidagi sirt oqimlari bilan ventilyatsiya zaiflashadi. Biroq, shamollatish naqshlari umuman o'zgarmaydi. Ventilyatsiya bilan shug'ullanadigan havo miqdori, rivojlanishning birinchi bosqichida bo'lgani kabi, umumiy holda formula bilan aniqlanadi
Uchinchi rivojlanish bosqichida, h / LP ≥0,2 bo'lsa, erkin jetning tashqi chegarasi shamollatilgan karyera chizig'iga (4.1-rasm, b), havo oqimi balandligi (m) ventilyatsiya bilan shug'ullanadigan bo'lsa,
LG orqali D1 va D2 ni ifodalab, quyidagilarni olamiz
L1 uchastkasi uchun havo almashinuvida ishtirok etadigan havo miqdori,
L2 uchastkasi uchun havo oqimining qo'shimcha o'sishi (m3 / s):

Ishga qabul qilishning uchinchi bosqichida havo almashinuvida ishtirok etadigan umumiy havo oqimi:

H ar qanday rivojlanish bosqichi uchun havo almashinuvida ishtirok etadigan umumiy havo oqimlarining formulasi:

Qaerda

Agar martaba makonida va ularning xarakteristikalarida zararli moddalarni ajratish manbalari ma'lum bo'lsa, tabiiy havo almashinuvining intensivligini hisobga olgan holda, bizni qiziqtirgan har qanday nuqtada va sanitariya me'yorlaridan oshib ketgan taqdirda, havo almashinuviga faol ta'sir ko'rsatish uchun choralar ko'rish mumkin. X (mg/m3) nuqtasida aralashmalarning bir xil miqdori bo'lsa):

bu erda pH-burchak tomonlarining paydo bo'lishi sababli karyera maydonining o'sishini hisobga olgan tuzatish koeffitsienti; g-maydon birligidan, mg/s м2 m2 dan karyera ichidagi teng zararli oqim manbaining intensivligi; F-ko'rib chiqilayotgan hududga kiradigan zararli moddalar chiqarilgan umumiy maydon; Qx-x, m3/s nuqtasi uchun havo almashinuvining intensivligi.
Rivojlanishning birinchi bosqichida, bo'shliqlarning maydoni kichik bo'lsa, zararli moddalarning umumiy maydoni karyera maydonidan rejada va pH = 1 dan kam farq qiladi. Eğimli sirtlarning rivojlanishi tufayli karyera chuqurligining oshishi bilan, ikkinchi bosqichda pH =1,15 va uchinchi bosqichda pH=1,3 uchun taxminan qabul qilinishi mumkin.

ya'ni, o'rganilayotgan nuqtada konsentratsiya karer makonining yuzasida shamol oqimining o'rtacha tezligiga teskari proportsionaldir.
Qayta aylanish harakati bo'lgan hududda teskari oqim zonasida bir vaqtning o'zida havo miqdori qaramlik bilan belgilanadi

gdea = 0,07-0,1-Jet strukturasining koeffitsienti; f-samolyotning siqilish darajasini tavsiflovchi koeffitsient; LX-ko'rib chiqilayotgan qismning abscissa.
Havo massalarini qayta ishlash harakati bilan zonada kontsentratsiya miqdori (mg / m3):

To'g'ridan-to'g'ri oqim sxemasi bilan shamollatish bilan shug'ullanadigan havo oqimi:

bu erda XSR / - shamol yo'nalishi bilan mos keladigan bir qator xarakterli martaba profillari uchun, shamol tomonining pastki qoshidan o'tadigan kesmalarning o'rtacha abscissasi; b-shamol yo'nalishiga perpendikulyar yo'nalishda martaba o'lchami, m; U0CP-sirtdagi o'rtacha shamol tezligi, m/s.
To'g'ridan-to'g'ri oqim sxemasi bo'yicha karyera havalandırıldığında shamol oqimining chidamlilik darajasi juda yuqori. Sxema shamol mavjud bo'lganda karer makonida aralashmalarning to'planishiga yordam bermaydi. To'g'ridan-to'g'ri oqim sxemasi bilan havoda aralashmalarning kontsentratsiyasi manba va shamol tezligidagi masofa kvadratiga teskari proportsionaldir:

bu erda g-zararli oqimning intensivligi, mg / s; x-manbadan ko'rib chiqilayotgan kesimgacha bo'lgan masofa, m; U'0sr-x, m/s qismidagi o'rtacha tezlik; s'o-manbaga kiruvchi havodagi aralashmalarning kontsentratsiyasi, mg / m3.

Qayta ishlash sxemasi, to'g'ridan-to'g'ri oqimdan farqli o'laroq, havo oqimining maksimal ifloslanishi kuzatiladigan sharoitlar mavjud.
Qayta ishlash sxemasi davomida shamollatish uchun havo oqimi,

XSSR-chegara qatlamining tashqi chegarasi segmentining o'rtacha abscissasi shamol yo'nalishi bo'yicha mos keladigan bir qator xarakterli martaba profillari uchun, m; b - shamol yo'nalishiga perpendikulyar yo'nalishdagi martaba o'lchami, m.
Teskari oqim zonasidagi maksimal havo miqdori 0,4 xc abscissa bilan kesim orqali o'tadi:

Karer maydonidan kirlarni olib tashlash, birinchi navbatda, atmosferaga kir yuvish manbalarining joylashishiga bog'liq.
O'z pozitsiyasiga ko'ra, manbalar bo'lishi mumkin: tashqi, sirt ustida, karyera yaqinidagi shamol tomonda joylashgan, ichki, teskari oqim zonasida joylashgan va to'g'ridan-to'g'ri oqim zonasida shamolli kemada joylashgan. To'g'ridan-to'g'ri oqim zonasida shamolli kemada joylashgan manbalar, karyera asosiy hajmini ifloslantirishda ishtirok etmaydi, ularning joylashuvi tufayli aralashmalar to'g'ridan-to'g'ri martaba maydonidan tashqariga chiqariladi.
Kariyeraning shamol tomonida joylashgan tashqi manbalar butun martaba muhitini ifloslantirishda ishtirok etadi. Atmosferani ifloslantirishda eng muhim rol o'ynaydi ishga qabul qilish teskari oqim zonasida joylashgan ichki uzluksiz manbalar tomonidan amalga oshiriladi. Shu bilan birga, asosiy ifloslanish emas, balki to'g'ridan-to'g'ri va teskari oqim zonasi orasidagi havo qismini qayta ishlash orqali ham sodir bo'ladi. To'g'ridan-to'g'ri va teskari oqim zonalarida havo ifloslanishi darajasi bir necha marta farq qilishi mumkin, bu esa ikkinchi darajali samolyotlar tomonidan ventilyatsiya qilingan karyera qismida eng katta qiymatga ega. Shuning uchun, karyera atmosferasining ifloslanishini hisoblash, birinchi navbatda, qayta ishlash zonasida kuzatiladigan aralashmalar kontsentratsiyasini hisobga olish kerak.
Karyera tashqarisidan chiqarilgan aralashmalar miqdori, teskari oqim zonasida joylashgan ichki manbalar va tashqi tomondan, shamol tomonda, martaba yaqinida joylashgan

Teskari havo oqimlari zonasida joylashgan ichki manbalar ta'sirida,

bu erda C, C0 - mos ravishda olib tashlangan va havoga chiqadigan aralashmalarning kontsentratsiyasi, mg / m3.
Karyera ichidagi iflosliklarni doimiy ravishda uzluksiz manbalardan ajratish rejimida olib tashlash, ularning soni manbalarning qizg'inligiga teng.
Manbalarning ma'lum umumiy intensivligi bilan, atmosferadagi aralashmalarning o'rtacha kontsentratsiyasi to'g'ridan-to'g'ri oqim zonasida shamolli samolyotda, shamolda joylashgan tashqi manbalar va teskari oqim zonasida joylashgan ichki oqimlarning bir vaqtning o'zida harakatlanishiga olib keladi:

va faqat ichki manbalar mavjud bo'lsa, teskari oqim zonasiga joylashtirilgan,

qaerda Gwn, S'vn-tegishli hududlarda joylashgan tashqi va ichki manbalarning umumiy intensivligi, mg / s; c'o-karyera havosiga kiradigan havoda aralashmalarning kontsentratsiyasi, mg / m3.
Qayta ishlash-to'g'ridan-to'g'ri oqim sxemasi bilan havo almashinuvi birlashtirilgan variantga muvofiq amalga oshiriladi: karyera chap qismi qayta ishlash sxemasi bo'yicha ventilyatsiya qilinadi va o'ng - to'g'ri oqim uchun. Shunga ko'ra, havo miqdori va hosil konsentrasiyalari hisoblash yuqorida muhokama bu sxemalar xos naqsh asosida amalga oshirilishi lozim.
Tabiiy shamollatishning eng noqulay ko'rinishi to'g'ridan-to'g'ri oqim-qayta ishlash sxemasi bilan kuzatiladi, bu esa qayta ishlash zonasining boshlanishiga to'g'ri oqimdagi havo oqimi tezligining sezilarli darajada zaiflashishi bilan izohlanadi.
Yuqoridagilardan kelib chiqqan holda, atmosferani ifloslantiruvchi moddalarni chiqarish manbalarining ruxsat etilgan umumiy intensivligi sanitariya me'yorlaridan oshmaydigan kontsentratsiyalarda qayta ishlash zonasida aralashmalarning saqlash sharoitidan hisoblab chiqilishi kerak.
Qayta ishlash zonasida va shamollatilgan samolyotda joylashgan manbalarning birgalikdagi harakati bilan to'g'ridan-to'g'ri oqim sxemasi orqali ventilyatsiya qilinadi,

manbalarni faqat shamollatilgan kemada joylashtirganda, to'g'ridan-to'g'ri oqim sxemasiga ventilyatsiya qilinadi,

qayta ishlash zonasida ifloslantiruvchi moddalar manbalarini topishda

bu erda x1CP-chegara nuqtasining abscissasi o'qining o'rtacha qiymati, o', m nuqtasida koordinatalar boshlanishi bilan chegara qatlami; SD, C0 - navbati bilan, sanitariya normalariga muvofiq ruxsat etilgan aralashmalar kontsentratsiyasi va karyera havosiga kiradigan havodagi aralashmalarning kontsentratsiyasi, mg / m3 ; U0CP-bo'limdagi havo harakatining o'rtacha tezligi, m/s; b' -shamol yo'nalishiga perpendikulyar bo'lgan qayta ishlash zonasining o'lchami, m.
Havoning solishtirma hisob-kitoblari shuni ko'rsatadiki, har ikkala usul ham karerlarda havo ifloslanishi darajasini ishonchli hisoblash imkonini beradi.