Диссертация (1141464), страница 15
Текст из файла (страница 15)
Для построения эмпирических зависимостей использовалисьметоды теории корреляции [133]. При корреляционном анализе решалисьследующие задачи [170]:1.Устанавливалось наличие корреляции (связи) между величинами.2.Устанавливалась форма линии связи (линии регрессии).3.Определялись параметры линии регрессии4.Определялась достоверность установленной зависимости.Коэффициенты корреляции определялись по формуле= − ∙ ∙ (3.40)где - среднее значение произведения двух коррелируемых величин; и- средние значения этих величин; и - среднеквадратичные (стандартные)отклонения соответствующих величин.22 = √ − ()2 ; = √ − ()2(3.41)Для численного выражения параметров линии регрессии, выражающихсвязь между τ и х, применен метод наименьших квадратов:S = ∑(y − ỹ)2 → min(3.42)где ̃ – расчетное значение зависимостей переменной по регрессионнойформуле.При линейной корреляции коэффициент корреляции R является не толькокритерием тесноты связи, но и критерием точности аппроксимации (подбораформулы, выражающей зависимость).
Если |r| близок к единице,формула достаточно хорошо аппроксимирует зависимость.114Оценка точности аппроксимации криволинейной зависимости производилась при помощи корреляционного отношенияη = √1 −∑(y − ỹ)2∑(y − y)2(3.43)Оценка точности полученных результатов осуществлялась по величинесреднеквадратичной погрешности измерений, определяемой по формуле Бесселя:Gτi = √∑(τi − τiср )2n−1(3.44)где – среднеквадратичная погрешность измерения коэффициентатрансформации; ср – среднеарифметическое значение коэффициента ; n число проведенных измерений (опытов).Кроме этого, определялась величина вероятной погрешности измерений поформуле2ρτi = Gτi3(3.45)Как видно из таблицы 3.3, среднеквадратичная погрешность при измерениикоэффициентов трансформации воздушного потока составляет не более ±5,7 %,что свидетельствует о точности описываемых экспериментов в аэродинамическойтрубе.Таблица 3.3 – Оценка погрешности эксперимента [170]№точки12345678910111213№ измерений 1230,960,970,990,910,960,950,930,940,960,910,880,860,800,890,840,800,820,770,750,750,750,730,740,780,910,920,831,281,251,281,401,411,431,421,391,411,351,361,34ср0,970,940,940,880,860,780,750,750,881,271,411,411,3510,0070,0210,0070,0210,0420,02100,0140,0210,0070,0070,0070200,014000,0210,02800,070,0280,01400,0140,007, %30,0140,0070,0140,0210,0140,0070,0070,0210,03500,01400,01410,471,410,471,412,811,4100,941,410,470,470,470200,94001,411,8800,471,880,9400,940,4730,940,470,941,410,940,470,471,412,3500,9400,94115Продолжение таблицы 3.3№точки1415161718192021222324252627№ измерений 121,331,070,530,300,380,490,540,640,710,780,810,890,920,971,341,180,550,270,350,480,560,760,720,750,850,880,950,98ср31,351,150,560,330,370,450,570,630,780,770,820,860,900,941,341,130,550,300,370,470,560,680,730,770,830,880,920,9612, %31230,0070,0350,01400,0070,0140,0140,0280,0140,0070,0140,00700,00700,03500,0210,0140,00700,0570,0070,0140,02100,0210,0140,0070,0140,0070,02100,0140,0070,0350,03500,0070,0140,0140,0140,472,350,9400,470,940,941,880,940,470,940,4700,4702,3501,410,910,4703,820,470,941,4101,410,940,470,940,471,4100,940,472,352,3500,470,940,940,943.4.3.
Трансформация воздушного потока, обтекающего техногенные формырельефа в сечении [170]3.4.3.1. Трапециевидный отвалВ этой серии экспериментов исследовали модели, имеющие одинаковуювысоту (30 мм) и одинаковую ширину по вершине отвала (100 мм). Варьировалсяугол откоса отвала: 17°; 30°; 41°, то есть отношение высоты отвала к заложениюего откоса. Эта величина была принята как основной геометрический показательмодели, она равнялась соответственно 1/3,3; 1/1,7 и 1/1,1.На основании проведенных экспериментов установлено, что выравниваниепрофиля скорости воздушного потока над моделью происходит на уровне, равномтрем высотам модели.При обтекании воздушным потоком модели отвала трапециевидногосечения наблюдаются три характерные зоны изменения скорости воздушногопотока: зона некоторого повышения скорости набегающего воздушного потока,приуроченная к вершине и верхним частям склонов и две зоны торможения внаветренной части отвала в пределах его подножия и прилегающей к немутерритории и в заветренной части отвала в пределах его подножия, иприлегающей к нему территории (рисунок 3.13).116Торможение воздушного потока наблюдается на расстоянии, равном десятивысотам отвала.
По мере приближения к отвалу торможение воздушного потокаусиливается. Минимальная скорость наблюдается у подножия склона τ = 0,4...0,8.Далее над склоном начинается увеличение скорости воздушного потока домаксимальных значений над бровкой наветренного склона. Здесь коэффициентытрансформации могут достигать значений 1,4...
1,7. Затем в пределах вершиныотвала наблюдается плавное снижение скорости до первоначальной скоростинабегающего воздушного потока в верхней части заветренного склона. По мерепродвижения воздушного потока вниз по заветренному склону скорость егоснижается и достигает минимума над подножием склона τ = 0,02...0,3. Далеепроисходит очень плавное повышение скорости, которая на расстояниипятнадцати и более высот отвала от бровки склона выравнивается до значенийскорости невозмущенного воздушного потока, то есть τ = 1.Рисунок 3.13 – Трансформация воздушного потока, обтекающего отвал трапециевидногосечения под углом 90° [170]117Для обобщения результатов экспериментов воздушное пространство надисследуемым профилем разобьем на пять зон: первая – от границы началапонижения скорости воздушного потока до подошвы наветренного склона, вторая– над наветренным склоном, третья – над вершиной отвала, четвертая – надзаветренным склоном, пятая – от подошвы заветренного склона до границывыравнивания скорости воздушного потока с первоначальной.
Коэффициентытрансформации воздушного потока на различных участках даны в таблице 3(Прил. 1).После математической обработки результатов экспериментов зависимостькоэффициента трансформации τ от относительной координаты может бытьпредставлена следующими формулами:для зон 1,2,3 и 4 = + (3.46)для зоны 5 = + (3.47)Значения эмпирических коэффициентов и членов, входящих в этиформулы, показаны на рисунке 3.14.118Рисунок 3.14 – Эмпирические формулы для расчета коэффициентов трансформациивоздушного потока, обтекающего отвал трапециевидного сечения [170]3.4.3.2.
Трапециевидная карьерная выемкаИсследовали модели карьерных выемок, имеющих в сечении трапециевидную форму, при направлении воздушного потока под 90° к продольной осивыемки. Углы откоса бортов карьерной выемки к заложению откоса равнялосьсоответственно 1/3,3; 1/1,7; 1/1,1.Изучалось влияние ширины карьерной выемки на скорость набегающеговоздушного потока. Ширина карьерной выемки принималась на уровне ее дна и119измерялась в относительных величинах (относительно глубины карьернойвыемки).Поскольку процесс обтекания воздушным потоком выемок различногопрофиля подробно изучен в связи с задачами естественной вентиляции карьеров,целью проведенного эксперимента в соответствии с задачами данной работы вцелом было изучение влияния карьерной выемки на аэрационный режимприлегающих территорий.При обтекании воздушным потоком карьерной выемки трапециевидногосечения под углом 90° к продольной оси выемки образуются 3 зоны измененияскорости воздушного потока: зона пониженных скоростей над выемкой в ееграницах на уровне земной поверхности и 2 зоны повышенных скоростей натерритории, примыкающей к заветренному склону.
Изменение скоростивоздушного потока за контурами карьерной выемки наблюдается на расстоянии,равном двум-трем глубинам выемки и заметнее ощущается при более крутыхсклонах (рисунок 3.15).Коэффициенты трансформации в пределах зон повышенных скоростеймогут достигать значений, равных 1,1-1,2.При обтекании воздушным потоком карьерных выемок различной ширинынаблюдается на уровне ее дна изменение скорости воздушного потока.
Сувеличением ширины выемки коэффициенты трансформации воздушного потокаувеличиваются (рисунок 3.16), что способствует естественному проветриваниюкарьерной выемки.120Рисунок 3.15 – Трансформация воздушного потока, обтекающего карьерную выемкутрапециевидного сечения под углом 90 ° [170]Рисунок 3.16 – Зависимость значений коэффициента трансформации от [170]Проведенные исследования подтверждают также известную зависимостьхарактера движения воздушного потока, обтекающего карьерную выемку, от угла121наклона подветренного борта выемки.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
