КРИТЕРИИ ПОДОБИЯ ДЛЯ МАСШТАБНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ШАХТНЫХ ПОЖАРОВ В НАКЛОННЫХ ГОРНЫХ ВЫРАБОТКАХ
А.В. Шалимов, С.Я. Жихарев, М.А. Семин
Горный институт УрО РАН, Пермь, Россия
shalimovav@mail.ru
Ключевые слова: Тепловая депрессия, аэродинамическое сопротивление, диссипация энергии, стратификация, метод размерностей, масштабирование, автомодельность, нулевой режим вентиляции
Страницы: 108-119
Аннотация
Масштабные модели важны при изучении подземных пожаров в горных выработках, поскольку проведение полномасштабных экспериментов невозможно по соображениям безопасности, а численное моделирование ограничено точностью и высокими вычислительными затратами. Рассмотрен малоизученный вопрос выбора и обоснования критериев подобия для условий рудничных пожаров. Анализ существующих методов масштабного моделирования тепловой конвекции воздуха при больших перепадах температур, основанных на результатах исследований пожаров в зданиях и тоннелях, показал их неполное соответствие шахтным условиям из-за различий в геометрии и характере движения воздуха. Методом размерностей установлено, что подобие при лабораторном моделировании можно достичь соблюдением равенства модельных и натурных значений безразмерных комплексов Ричардсона, Эйлера и Фруда. Описан аварийный сценарий с отключением вентилятора, при котором единственным определяющим критерием становится число Грасгофа. Предложенный подход позволяет проектировать низкотемпературные лабораторные эксперименты, моделирующие движение воздуха по горным выработкам в условия шахтных пожаров.
DOI: 10.15372/FTPRPI20250410 |
