Cw lab pyt, 1. Stopień zawilżenia X powietrza kopalnianego wynosi 22 g/kg. Jaka będzie wilgotność względna tego powietrza jeśli dodatkowo zmierono: p = 800 Tr ; ts = 30°C.


Pytania

do zaliczenia ćwiczeń laboratoryjnych z „Wentylacji”

  1. Wyznaczanie gęstości powietrza

1. Jaka będzie gęstość powietrza o składzie objętościowym równym:

O2 = 20 % ; N2 = 78% ; CO2 = 1.5 % ; CH4 = 0.5 %, jeśli jego temperatura mierzona termometrem suchym wynosi ts = 27.2°C, a ciśnienie p = 1020 mbar.

2. Jaka będzie gęstość powietrza kopalnianego o składzie standardowym jeśli zmierzono:

p = 805.4 Tr ; ts = 27.6°C ; tw = 24.2°C.

3. Wyznaczyć gęstość powietrza jeśli jego ciężar właściwy jest równy 0x01 graphic
= 1.23 kG/m3. Zmierzono ponadto p = 788.4 Tr ; ts = 22.6°C

  1. Pomiar prędkości powietrza

1. Metodą "w przekroju" zmierzono prędkość powietrza anemometrem skrzydełkowym sumującym równą wm = 372 m/min. Ile wynosi prędkość rzeczywista powietrza w tym wyrobisku, jeśli A = 10.8 m2, a krzywa cechowania anemometru ma postać:

Y = 0.98 X - 0.10

gdzie: Y - prędkość średnia powietrza (rzeczywista), m/s,

X - prędkość średnia powietrza (zmierzona), m/s.

2. Metodą „przed sobą” zmierzono anemometrem skrzydełkowym sumującym prędkość powietrza równą wpm = 240 m/min. Jaka będzie prędkość średnia powietrza jeśli w miejscu jej pomiaru pole przekroju poprzecznego wyrobiska wynosi 14.8 m2. Krzywa cechowania anemometru ma postać:

Y = 0.95 X - 0.12

gdzie: Y - prędkość średnia powietrza (rzeczywista), m/s,

X - prędkość średnia powietrza (zmierzona), m/s.

3. Metodą "w przekroju" zmierzono anemometrem różnicowym sumującym prędkość powietrza równą

wpm = 18 m/min.

a) jaka będzie prędkość średnia powietrza jeśli w miejscu jej pomiaru pole przekroju poprzecznego wyrobiska wynosi 4.5 m2. Krzywa cechowania anemometru ma postać:

Y = 0.97 X - 0.02

gdzie: Y - prędkość średnia powietrza (rzeczywista) m/s,

X - prędkość średnia powietrza (zmierzona), m/s,

b) jaki będzie w tym wyrobisku strumień objętości powietrza,

c) jaki będzie w tym wyrobisku strumień objętości powietrza sprowadzony do warunków normalnych jeśli ρ = 1.31 kg/m3.

d) ile wynosi strumień masy powietrza

4. Metodą „przed sobą” zmierzono anemometrem skrzydełkowym sumującym prędkość powietrza równą wpm = 150 m/min. Jaka jest prędkość średnia powietrza jeśli w miejscu jej pomiaru pole przekroju poprzecznego wyrobiska wynosi 5.4 m2. Krzywa cechowania anemometru ma postać:

Y = 0.97 X + 0.16

gdzie: Y - prędkość średnia powietrza (rzeczywista), m/s,

X - prędkość średnia powietrza (zmierzona), m/s.

5. Na anemometrze różnicowym odczytano w = 12 m/min. Jaki jest strumień objętości powietrza w wyrobisku jeśli pole przekroju poprzecznego wyrobiska A = 22 m­­2­­­­. Krzywa cechowania anemometru ma postać:

Y = 0.98 X + 0.02

gdzie: Y - prędkość średnia powietrza (rzeczywista), m/s,

X - prędkość średnia powietrza (zmierzona), m/s.

6. Dla wyznaczenia prędkości średniej powietrza zastosowano metodę podziału wyrobiska na elementarne pola. Dokonano podziału wyrobiska na równe pola. Ile będzie wynosić prędkość średnia powietrza jeśli zmierzono:

w1=2.40m/s ; w2=2.24m/s ; w3=2.14m/s w4=2.36m/s ; w5=1.76m/s ; w6=1.56m/s ; w7=1.66m/s ; w8=1.58m/s ;

w9=1.92m/s. Krzywa cechowania anemometru ma postać:

Y = 0.97 X - 0.18

gdzie: Y - prędkość średnia powietrza (rzeczywista) m/s,

X - prędkość średnia powietrza (zmierzona), m/s,

a) jaki będzie w tym wyrobisku strumień objętości powietrza jeśli pole przekroju poprzecznego A = 12.6m2,

b) jaki będzie w tym wyrobisku strumień objętości powietrza sprowadzony do warunków normalnych jeśli ρ = 1.275 kg/m3.

7. Dla wyznaczenia prędkości średniej powietrza zastosowano metodę podziału wyrobiska na elementarne pola. a) ile będzie wynosić prędkość średnia powietrza jeśli zmierzono:

A­1=1.25m2, w1=2.38m/s ; A­2=1.25m2, w2=2.24m/s ; A­3=1.25m2, w3=2.14m/s ;

A­4=1.25m2, w4=2.36m/s ; A­5=1.25m2, w5=1.76m/s ; A­6=1.20m2, w6=1.56m/s ;

A­7=1.25m2, w7=1.66m/s ; A­8=1.20m2, w8=1.58m/s ; A­9=1.25m2, w9=1.92m/s ;

b) jaki będzie w tym wyrobisku strumień objętości powietrza,

c) jaki będzie w tym wyrobisku strumień objętości powietrza sprowadzony do warunków normalnych jeśli ρ = 1.295 kg/m3.

d) ile wynosi strumień masy powietrza w tym wyrobisku?

Krzywa cechowania anemometru ma postać:

Y = 0.97 X - 0.18

gdzie: Y - prędkość średnia powietrza (rzeczywista) m/s,

X - prędkość średnia powietrza (zmierzona), m/s,

8. Jaka będzie prędkość powietrza jeśli zmierzono katatermometrem z posrebrzanym zbiorniczkiem o stałej katatermometru F=420 mcal/cm2, że czas opadania słupka alkoholu jest równy τ = 6′40′′. Temperatura powietrza zmierzona termometrem suchym wynosi 30.0 °C.

gdy w < 1 m/s,

gdy w > 1 m/s,

gdzie

- natężenie chłodzenia mierzone katatermometrem posrebrzonym mcal/(cm2s),

- temperatura powietrza mierzona termometrem suchym °C.

9. W wyrobisku górniczym zmierzono czas przejścia sygnału akustycznego od nadajnika (odbiornika) do odbiornika (nadajnika) zgodnie i przeciwnie do kierunku przepływu powietrza. Odległość między nadajnikiem i odbiornikiem wynosiła 10 m. Otrzymane czasy wynoszą:

Prędkość rozchodzenia dźwięku w powietrzu 0x01 graphic
.

Wyznaczyć jaka jest prędkość powietrza w tym wyrobisku, jeśli jego temperatura na termometrze suchym wynosi ts = 22.4°C, a stała gazowa tego powietrza jest równa R = 288.3 J/(kgK).

10. Do pomiaru prędkości powietrza w kanale wentylacyjnym zamontowano rurkę Prandtla w punkcie przekroju, w którym prędkość powietrza jest największa. Zmierzone podciśnienie całkowite wynosi 280.0 mmH2O, natomiast podciśnienie statyczne jest równe 300.5 mmH2O. Ile będzie wynosić prędkość średnia powietrza w kanale wentylacyjnym jeśli wiadomo, że stosunek prędkości średniej do maksymalnej wynosi 0.84. Do obliczeń przyjąć gęstość powietrza ρ = 1.1 kg/m3. Kopalnia jest przewietrzana za pomocą wentylacji ssącej.

11. Do pomiaru prędkości powietrza w kanale wentylacyjnym, którego pole przekroju poprzecznego A = 22 m2, zamontowano rurkę Prandtla w punkcie przekroju, w którym prędkość powietrza jest największa. Zmierzone nadciśnienie całkowite wynosi 301.6 mmH2O, natomiast nadciśnienie statyczne jest równe 280.4 mmH2O.

a) ile będzie wynosić prędkość średnia powietrza w kanale wentylacyjnym jeśli wiadomo, że stosunek prędkości średniej do maksymalnej wynosi 0.82.

b) jaka będzie wydajność wentylatora głównego.

c) jaka będzie wydajność wentylatora głównego sprowadzona do warunków normalnych.

Do obliczeń przyjąć gęstość powietrza ρ =1.27 kg/m3. Kopalnia jest przewietrzana za pomocą wentylacji tłoczącej.

12. Do lutniociągu o średnicy 1000 mm wstawiono kryzę ISA z pomiarem przytarczowym o module m. = 0.64. Ile będą wynosiły strumienie objętości i masy powietrza w tym lutniociągu, jeśli zmierzona różnica ciśnień na kryzie wynosi 0x01 graphic
= 30 mmH2O. Gęstość masy powietrza płynącego lutniociągiem wynosi ρ =1.28 kg/m3. Strumień objętości powietrza przepływający przez kryzę (w m3/s) wyznacza się z zależności

0x01 graphic

Z nomogramów odczytano, że:

  1. Wyznaczanie ciśnień

1. 1.14 Atm (atmosfery fizycznej) ile to mbar ?

2. 1025 hPa ile to at (atmosfer technicznych) ?

3. 1040 mbar ile to Atm (atmosfer fizycznych)?

4. 1.1 Atm (atmosfery fizycznej) ile to mmH2O ?

5. W manometrze z rurką pochyłą wypełnionym wodą destylowaną ustawiono pochylenie 1/5. Jakie zmierzono nim ciśnienie (w Pa) jeśli odczytano l = 87 mm ?

  1. Pomiar temperatury

1. Do pomiaru temperatury górotworu zastosowano termoparę Ni,Cr - Ni. Jaka będzie temperatura górotworu jeśli zmierzona wartość siły elektromotorycznej wynosi 3.12 mV. W trakcie pomiaru końcówki odniesienia termopary były umieszczone w naczyniu Dewara.

Przed pomiarem dokonano cechowania termpary. Końcówki odniesienia termopary umieszczono w ultratermostacie w temperaturze 15°C. W tych warunkach po zanurzeniu końcówki pomiarowej w gorącej wodzie destylowanej o temperaturze 90°C zmierzono powstałą siłę elektromotoryczną. Wynosiła ona 5.4 mV.

2. Do pomiaru temperatury górotworu zastosowano termoparę NiCr - Ni.

Przed pomiarem dokonano cechowania termopary. Końcówki odniesienia termopary umieszczono w naczyniu o temperaturze 22°C. Końcówkę pomiarową umieszczono w oleju o temperaturze 105°C zmierzono powstałą siłę elektromotoryczną. Wynosiła ona 5.76 mV.

Jaka będzie temperatura górotworu jeśli zmierzona wartość siły elektromotorycznej wynosi 2.34 mV. W trakcie pomiaru końcówki odniesienia termopary były umieszczone w ultratermostacie w którym utrzymywano temperaturę 18°C.

3. Jaka będzie temperatura powietrza jeśli zmierzono katatermometrem z posrebrzanym zbiorniczkiem o stałej katatermometru F=450 mcal/cm2, że czas opadania słupka alkoholu jest równy τ = 2′ 20′′. Prędkość powietrza zmierzona anemometrem skrzydełkowym wynosi 72 m/min.

gdy w < 1 m/s,

gdy w > 1 m/s,

gdzie

- natężenie chłodzenia mierzone katatermometrem posrebrzonym mcal/(cm2s),

- temperatura powietrza mierzona termometrem suchym °C.

  1. Pomiar wilgotności powietrza

1. Jaka będzie wilgotność względna powietrza kopalnianego jeśli jego stopień zawilżenia X wynosi 21.4 g/kg ? Wiadomo ponadto, że zmierzono: p = 800 Tr ; ts = 27.8°C.

2. Stopień zawilżenia X powietrza kopalnianego wynosi 22.4 g/kg. Jaka będzie wilgotność względna tego powietrza jeśli dodatkowo zmierzono: p = 820 Tr ; ts = 30°C.

3. Na psychrometrze Assmana odczytano, że temperatury powietrza na termometrach suchym i wilgotnym wynoszą: ts = 24,2°C ; tw = 19.6°C. Ile wynosi wilgotność względna i stopień zawilżenia tego powietrza jeśli jego ciśnienie jest równe 820Tr?. Do obliczeń wykorzystać wzór Sprunga w postaci:

0x01 graphic

gdzie: 0x01 graphic
- ciśnienie cząstkowe pary, Pa,

0x01 graphic
- ciśnienie cząstkowe pary w stanie nasycenia w temperaturze termometru wilgotnego, Pa,

0x01 graphic
- stała psychrometru, przy czym dla psychrometru Assmana 0x01 graphic
= 6.6176×10-4,

p - ciśnienie powietrza, Pa,

ts, tw - odpowiednio temperatury na termometrze suchym i wilgotnym, °C.

  1. Wyznaczanie oporu wyrobiska

1. W poziomym wyrobisku górniczym zmierzono między jego przekrojami krańcowymi łączną różnicę ciśnień (grubościennym wężem gumowym o długości 250 m) równą Δpc = 10.4 mmH2O. Znaleźć opór właściwy Rf, normalny Rfn i aerodynamiczny R oraz współczynnik αf i liczbę oporu wyrobiskaλf jeśli mamy dane:

- długość wyrobiska L = 1200 m,

- gęstość powietrza ρ = 1.28 kg/m3,

- pole przekroju poprzecznego wyrobiska A = 8.4 m2,

- prędkość średnia powietrza wm = 6.2 m/s.

Wyrobisko wykonano w obudowie ŁP dla której obwód .

2. W poziomym wyrobisku górniczym o długości 1500m zmierzono grubościennym wężem gumowym (o długości 250 m) następujące różnice ciśnień całkowitych:

Δpc1 = 2.1 mmH2O; Δpc2 = 2.2 mmH2O; Δpc3 = 2.0 mmH2O; Δpc4 = 2.1 mmH2O; Δpc5 = 2.2 mmH2O; Δpc6 = 2.0 mmH2O.

Znaleźć opór właściwy Rf, normalny Rfn i aerodynamiczny R oraz współczynnik αf i liczbę oporu wyrobiskaλf jeśli mamy dane:

- długość wyrobiska L = 1500 m,

- gęstość powietrza ρ = 1.28 kg/m3,

- pole przekroju poprzecznego wyrobiska A = 9.6 m2,

- prędkość średnia powietrza wm = 5.8 m/s.

Wyrobisko wykonano w obudowie ŁP dla której obwód .

3. Wychodząc z teorii potencjału izentropowego wyznaczyć opór właściwy poziomego wyrobiska górniczego w obudowie ŁP mając dane:

- różnica ciśnień między przekrojami krańcowymi wynosi Δp = 6 mmH2O,

- pole przekroju poprzecznego A = 7.2 m2,

- prędkość średnia powietrza wm = 4.2 m/s,

- długość wyrobiska L =1000 m,

- gęstość powietrza ρ =1.20 kg/m3.

  1. Wyznaczanie entalpii powietrza

  1. Wyznaczyć entalpię 1+ X kg powietrza wilgotnego dla którego zmierzono:

Pytania teoretyczne

  1. Pomiar pola przekroju poprzecznego wyrobiska

1. Wymienić znane metody pomiaru pola przekroju poprzecznego wyrobiska górniczego.

2. Na czym polega metoda „domiarów do ociosów” przy wyznaczaniu pola przekroju poprzecznego wyrobiska ?

2. Jak się dokonuje pomiaru pola przekroju poprzecznego wyrobiska górniczego metodą fotograficzną ?

  1. Pomiar prędkości powietrza

1. Podać metody pomiaru prędkości średniej powietrza.

2. Podać metody pomiaru małych (poniżej 0.5 m/s) prędkości powietrza w wyrobiskach górniczych.

3. Podać podział anemometrów.

4. Jak wykorzystać rurkę Prandtla do pomiaru prędkości powietrza ?

5. Jak w praktyce kopalnianej mierzy się prędkość średnią powietrza ?

6. Jak się mierzy strumienie objętości powietrza w rurociągach ?.

7. Jak wyznaczyć strumień objętości powietrza przepływający przez kryzę ISO z pomiarem przytarczowym.

Co to jest moduł zwężki ?

8. Na jakich zasadach działają anemometry dynamiczne z przetwornikami ?

9. Do jakich zakresów prędkości stosuje się anemometry dynamiczne mechaniczne ?

10. Podać zasadę działania anemometru różnicowego.

11. Podać zasadę działania anemometru akustycznego.

12. Podać zasadę działania termoanemometru.

13. Podać zasadę działania anemometru typu Vortex.

14. Podać zasadę działania katatermometru i sposób jego wykorzystania do pomiaru prędkości powietrza.

15. Podać zasadę działania anemometru indukcyjnego.

16. Jak przeprowadza się kontrolę rozpływu powietrza w kopalniach ?

17. Co to są stacje pomiarowe powietrza ?

18. Podać sposoby cechowania anemometrów.

  1. Pomiar ciśnienia powietrza

1. Jakie wyróżnia się ciśnienia stojącego i przepływającego powietrza ?

2. Wymienić najczęściej stosowane w górnictwie czujniki ciśnienia.

3. Podać podział przyrządów do pomiaru ciśnień.

4. Jakie stosuje się ciecze manometryczne ?

5. Podać zasadę działania baroluksu.

6. Podać zasadę działania mikrobarometru Ascania Gb-5

7. Podać zasadę działania deprymometru.

  1. Pomiar temperatury powietrza

1. Podział przyrządów do pomiaru temperatury.

2. Podać zasadę działania termometru rezystancyjnego.

3. Podać zasadę działania termometru dylatacyjnego.

4. Podać zasadę działania termometru bimetalicznego.

5. Czym powinny się charakteryzować termoelementy termometrów termoelektrycznych ?

6. Podać zasadę działania termometru termoelektrycznego.

7. Czym różnią się termometry rezystancyjne od termistorowych ?

8. Jak się mierzy rozkład temperatury w skałach otaczających wyrobisko górnicze ?

  1. Pomiar wilgotności powietrza

1. Rodzaje wilgotności powietrza. Podać definicje.

2. Wymienić omówione na ćwiczeniach metody pomiaru wilgotności.

3. Podać zależności między wilgotnością bezwzględną, względną i właściwą.

4. Jaką ma postać i do czego służy wzór empiryczny Sprunga ?

5. Jakie psychrometry stosuje się do pomiaru wilgotności w górnictwie i dlaczego.

6. Dlaczego do pomiaru wilgotności w wyrobiskach górniczych stosujemy psychrometry Assmanna a nie psychrometry Augusta ?

7. Omówić zasadę działania wilgotnościomierza punktu rosy.

8. Podać zasadę działania higrometrów kondensacyjnych.

9. Do czego służy wykres Molliera ?

  1. Wentylatory

1. Na czym polega zdejmowanie charakterystyki wentylatora ?

2. W jakim zakresie wentylator główny może współpracować z siecią wentylacyjną ?

3. Kiedy wentylator główny pracuje stabilnie i ekonomicznie ?

Literatura

[1] Roszczynialski W., Trutwin W., Wacławik J.: Kopalniane pomiary wentylacyjne. Wyd. „Śląsk” Katowice 1992

[2] Nędza Z., Rosiek F.: Wentylacja kopalń cz I. Skrypt Polit. Wr.

1

7



Wyszukiwarka