POLITECHNIKA WROCŁAWSKA WROCŁAW 1998-01-14

WYDZIAŁ GÓRNICZY

ROK.IV.

G.O.

PRZEDMIOT WENTYLACJA KOPALŃ.

PROJEKT NR 2

TEMAT: Wyznaczanie rozpływu naturalnego w kopalnianej sieci wentylacyjnej

1. Metodą Budryka.

2. Metodą Cross'a.

WYKONAŁ:

BERNASZUK WILHELM

A) METODA BUDRYKA

DANE DO PROJEKTU:

- sieć wentylacyjna,

- opory bocznic,

- charakterystyka wentylatora .

OBLICZENIA:

Ponumerowano kolejne niezależne węzły, zaznaczono kierunki przepływu powietrza w bocznicach, podzielono bocznice na klasy.

1)Wyznaczenie oporu dla całej kopalni.

W połączeniu szeregowym bocznic opór równy jest sumie oporów.

W połączeniu równoległym bocznic stosuje się pojęcie otworu równoznacznego.

R*A
² =0.144*{g
}

A
=
R=

Ns²/m⁸

g
=9.80665

np. bocznica : 3-4a R=0,42

A
=

A_e =1.83

bocznica : 3-4b R=0.30

A
=

A_e =2.16

bocznica : 3-4 A_e =1.83 + 2.16 =3.99

R=

R=0.08

bocznica	0		I		II		III		IV
	Ae	R	Ae	R	Ae	R	Ae	R	Ae	R
3-4a									1,83	0,42
3-4b									2,16	0,30
3-4								0,08	3,99
4-6								0,21
3-6b							2,20	0,29
5-6a									2,37	0,25
5-6b									2,13	0,31
5-6								0,06	4,50
3-5								0,12
3-6a							2,80	0,18
3-6						0,05	5,0
2-3						0,09
2-6a					3,17	0,14
2-6b					2,37	0,25
2-6				0,04	5,54
6-13				0,42
2-13a			1,75	0,46
9-10a									1,92	0,38
9-10b									1,77	0,45
9-10								0,10	3,69
8-9								0,28
10-11								0,28
8-11b							1,46	0,66
8-11a							3,29	0,13
8-11						0,06	4,75
7-8						0,15
11-12						0,18
7-12a					1,9	0,39
7-12b					2,00	0,35
7-12				0,09	3,9
2-7				0,08
12-13				0,21
2-13b			1,92	0,38
2-13		0,10	3,67
1-2		0,05
13-14		0,10

Opór dla całej kopalni wynosi:

R=0,25 Ns²/m⁸

2)Wyznaczenie strumieni objętości powietrza w bocznicach:

2.1.Strumień objętości powietrza wpływający do kopalni.

m³/s

gdzie: Δp_c- spiętrzenie wentylatora

R- całkowity opór w kopalni wyliczony przy pomocy tabeli Budryka

1300 N/m²

R=0,25 Ns²/m⁸

m³/s

m³/s

2.2 Procentowy rozdział powietrza na poszczególne bocznice.

gdzie: V_n- strumień objętości n-tej bocznicy [m³/s]

V_m- strumień objętości m-tej bocznicy [m³/s]

Ae_n- otwór równoznaczny n-tej bocznicy [m²]

Ae_m- otwór równoznaczny m-tej bocznicy [m²]

np.

2-13a : 2-13b=

2-13a : 2-13b=47,68 : 52,31

2-6a : 2-6b=

2-6a : 2-6b=57,22 : 42,77

Bocznica	Udział procentowy V1:V2	V,m^3/s	Strumień dwóch bocznic V,m^3/s
2-13a 2-13b	47,68 52,31	34,38 37,73	72,11
2-6a 2-6b	57,22 42,77	19,67 14,71	34,38
3-6a 3-6b	56 44	11,01 8,66	19,67
3-4a 3-4b	45,86 54,13	3,97 4,69	8,66
5-6a 5-6b	52,66 47,33	5,79 5,22	11,01
7-12a 7-12b	48,71 51,28	18,37 19,36	37,73
8-11a 8-11b	69,09 30,81	12,69 5,68	18,37
9-10a 9-10b	52,03 47,87	2,95 2,73	5,68
2-3	= 2-6a	16,97
3-5	= 3-6a	11,01
4-6	= 3-6b	8,66
6-13	= 2-13a	34,38
2-7	= 2-13b	37,73
7-8	= 7-12a	18,37
8-9	= 8-11b	5,58
10-11	= 8-11b	5,68
11-12	= 7-12a	18,37
12-13	= 2-13b	37,73
13-14	= 6-13 + 12-13	72,11

B)METODA CROSSA.

Dane do projektu :

-schemat sieci kopalnianej

-opory bocznic zestawione na schemacie

-charakterystyki wentylatorów zadane wzorami

Δp_c1= -0,00018V³+0,0022V²-1,3V+360

Δp_c2= -0,00019V³+0,0025V²-0,3V+140

1. Wyznaczenie strumieni objętości powietrza w poszczególnych bocznicach realizuje się poprzez kolejne przybliżenia wg. wzoru:

gdzie : β- symbol bocznicy, β=1,2,3...

ν- symbol przybliżenia

μ- symbol oczka

ε_μβ- wartość 1,0 lub -1,0 w zależności od zgodności kierunków obchodzenia po oczku

ΔV_μ^(ν)- poprawka

2. Obliczenie poprawek dla pierwszego przybliżenia .

Wartość poprawki wylicza się ze wzoru :

gdzie: lt_μ- charakterystyka wentylatora

R_μβ- opór w danej bocznicy

V_μβ- strumień objętości powietrza w danej bocznicy

- pochodna po strumieniu objętości

gdy w bocznicy nie ma wentylatora odpada nam człon związany z jego charakterystyką

• Wartości strumieni powietrza w przybliżeniu zerowym V⁽⁰⁾ dobierano intuicyjnie znając opory bocznic .

Dobrano następujące strumienie objętości (przy założeniu, że do kopalni wpływa 100 m³/s )

BOCZNICA	OPORY- R	V^(0) (m^3/s)
1-2	0,01	100
2-3	0,03	62
2-4	0,08	38
4-5	0,04	21
3-5	0,05	32
3-6	0,06	30
5-6	0,07	53
4-7	0,06	17
6-7	0,45	73
7-8	0,01	100

Oczko I

Oczko II

Oczko III

Oczko IV

3. Obliczenie strumieni objętości powietrza w pierwszym przybliżeniu .

ΔV_I⁽¹⁾=-2,27248 ΔV_II⁽¹⁾= -13,6308 ΔV_III⁽¹⁾= 33,48573 ΔV_IV⁽¹⁾= -14,1926

V_1-2⁽¹⁾=V_1-2⁽⁰⁾ + ΔV_IV⁽¹⁾=100 - 14,1926 =85,807

V_2-3⁽¹⁾=V_2-3⁽⁰⁾ + ΔV_I⁽¹⁾ = 62 -2,27248 = 59,727

V_2-4⁽¹⁾=V_2-4⁽⁰⁾ - ΔV_I⁽¹⁾ -ΔV_IV⁽¹⁾ = 38 + 2,27248 + 14,1926 = 54,465

V_4-5⁽¹⁾=V_4-5⁽⁰⁾ - ΔV_III⁽¹⁾ -ΔV_I⁽¹⁾ = 21 - 33,48573 + 2,27248 = -10,213

V_3-5⁽¹⁾=V_3-5⁽⁰⁾ + ΔV_I⁽¹⁾ + ΔV_II⁽¹⁾ = 32- 2,27248 - 13,6308 = 16,096

V_3-6⁽¹⁾=V_3-6⁽⁰⁾ - ΔV_II⁽¹⁾ = 30 +13,6308 = 43,630

V_5-6⁽¹⁾=V_5-6⁽⁰⁾ - ΔV_III⁽¹⁾ +ΔV_II⁽¹⁾ = 53 -33,48573 - 13,6308 = 5,883

V_4-7⁽¹⁾=V_4-7⁽⁰⁾ + ΔV_IV⁽¹⁾ + ΔV_III⁽¹⁾ = 17 - 14,1926 + 33,48573 = 36,293

V_6-7⁽¹⁾⁼V_6-7⁽⁰⁾ - ΔV_III⁽¹⁾= 73 - 33,48573 = 39,514

V_7-8⁽¹⁾=V_7-8⁽⁰⁾ + ΔV_IV⁽¹⁾ = 100 - 14,1926 = 85,807

Znak minus oznacza ,że powietrze przepływa dla danego przybliżenia w kierunku przeciwnym niż to zaznaczono na schemacie .

• Poprawki dla kolejnych przybliżeń oraz kolejne przybliżenia zostały policzone analogicznie i zestawione w poniższych tabelach.

BOCZNICA	V^(0)	V^(1)	V^(2)	V^(3)
1-2	100	85,807	71,196	58,070
2-3	62	59,727	68,372	70,128
2-4	38	54,465	60,431	71,801
5-4	21	10,213	37,266	47,779
3-5	32	16,096	37,629	37,506
3-6	30	43,630	30,742	32,622
5-6	53	5,883	0,363	10,273
4-7	17	36,293	40,090	35,720
6-7	73	39,514	21,106	12,349
7-8	100	85,807	71,196	58,070

V⁽ⁱ⁾ - Wartości strumieni powietrza w i-tym przybliżeniu

OCZKO	PRZYBLIŻENIE
	1	2	3	4
I	-2,27248	8,655829	1,756342	6,60772
II	-13,6308	12,88823	-1,87964	0,145036
III	33,48573	18,40824	8,756813	3,008883
IV	-14,1926	-14,611	-13,1264	-14,2993

---