[发明专利]洞窟中机械通风系统的最小风量控制方法

权利要求书

1.洞窟中机械通风系统的最小风量控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)采集洞窟内外温度，计算洞窟内外温度差ΔT；采集窟外风速、风向；采集洞窟高度及进深；通过采集的参数判断洞窟内通风的作用力；

2)根据步骤1)中获得的通风的作用力，计算开口状态下窟内外压差值ΔP₁；

3)根据开口状态下窟内外压差值ΔP₁计算流量系数c；

4)计算机械送风作用下洞窟最小漏风量为Q₁，然后计算得此时洞窟内外压差ΔP₂；

5)计算机械送风系统提供的压力值ΔP₃，机械送风系统提供的压力值等于洞窟门两侧的压力值加上热压、风压作用产生的压力绝对值：

ΔP₃＝ΔP₂+|ΔP₁| (13)

通过ΔP₃和c计算确定机械通风系统需要输出的风量Q₂；机械通风系统按照计算的风量Q₂控制系统最小送风量，至窟内空气压力大于室外大气压ΔP₃时，开启排风机，其排风量为送风量Q₂与漏风量Q₁的差值Q₃，此时窟内形成风量平衡，窟内压力不再增加，使窟内形成稳定的微正压环境。

2.根据权利要求1所述的洞窟中机械通风系统的最小风量控制方法，其特征在于，步骤1)中通过公式(3)判断洞窟内通风的作用力：

其中：

Re-雷诺数；

u-窟外空气流速，m/s；

ν-空气的粘性系数，m²/s；

L-洞窟进深，m；

Gr-格拉晓夫数；

g-重力加速度；

ΔT-洞窟内外温差，℃；

H-洞窟高度，m；

当时，通过公式(6)计算开口状态下窟内外压差值ΔP₁；

其中，ρ-空气密度，kg/m³；—洞窟内平均温度，℃；

当时，如果洞窟外风向吹向洞窟时，通过公式(7)计算开口状态下窟内外压差值ΔP₁；如果洞窟外风向平行窟门时，通过公式(8)计算开口状态下窟内外压差值ΔP₁；

3.根据权利要求2所述的洞窟中机械通风系统的最小风量控制方法，其特征在于，步骤3)中根据公式(9)计算流量系数：

式中：

c-流量系数，m³/(s·Pa^b)；

C_D-洞窟开口的空气交换系数，无量纲；

A_eff-洞窟的有效开口面积，m²；

n-流动指数，取值在0.5～1之间。

4.根据权利要求3所述的洞窟中机械通风系统的最小风量控制方法，其特征在于，步骤4)具体包括：

Q₁＝u×A_eff (10)

式中：

Q₁-能够抵制窟外空气向洞窟渗透的通过窟门开口处最小漏风量，m³/s；

Q₁＝cΔP₂ⁿ (11)

式中：

ΔP₂-保证Q₁的窟内外压差，Pa。

5.根据权利要求4所述的洞窟中机械通风系统的最小风量控制方法，其特征在于，步骤5)中通过公式(14)计算机械通风系统需要的送风量Q₂：

Q₂＝cΔP₃ⁿ (14)

通过公式(15)计算机械通风系统需要的排风量Q₃：

Q₃＝Q₂-Q₁ (15)。