Dane do projektu:

• Prognoza temperatury powietrza w szybie wdechowym metodą J. Wacławika

1. Temperatura sucha na podszybiu

Zgodnie z metodą Wacławika temperaturę suchą na podszybiu szybu wdechowego wyznacza się ze wzoru:

gdzie:

- T_os - średnioroczna temperatura powietrza atmosferycznego, T_os = 7,2 °C

-
- gradient geotermiczny, °C/m, przy czym:

0,03226 °C/m

gdzie:
- stopień geotermiczny,
= 31 m/^oC

- s - współrzędna bieżąca, s = 1050 m

-
- współczynnik przewodzenia ciepła,
= 4,0 W/(m⋅K)(dla piaskowca gruboziarnistego)

-
- bezwymiarowy strumień cieplny, wyznaczany z wzoru:

2,66434

gdzie: K_i - liczba Kirpiczewa, obliczona na podstawie wzorów:

28,83291

gdzie: F_o - liczba Fouriera

τ - czas przewietrzania wyrobiska,
= 220752000 s

a - współczynnik wyrównywania temperatury, a = 0,0000016 m²/s

r_o - promień równoważny wyrobiska:

3,5 m

gdzie: B - obwód wyrobiska, B = 21,991m

A - przekrój poprzeczny, A = 38,484 m

= 9,38195

gdzie: Bi - liczba Biota,

r_o - promień równoważny wyrobiska, r_o = 3,5 m

- współczynnik przewodzenia ciepła,
= 4,0 W/(m K)(dla piaskowca gruboziarnistego)

- współczynnik przejmowania ciepła z górotworu:

10,72222 W/(m²K)

gdzie: w_m - prędkość powietrza, w_m = 7 m/s

D - średnica szybu, D = 7 m

Ponieważ
, korzystam ze wzoru:

0,44064

liczba Kirpiczewa K_i:

= 0,42404

-
- strumień objętości powietrza,
= 38,48451⋅7,0 = 269,39157 m³/s,

- ρ - gęstość powietrza, ρ = 1,2kg/m³

- c_p - ciepło właściwe powietrza przy stałym ciśnieniu, c_p = 1005 J/(kg⋅K)

- g - przyspieszenie ziemskie, g = 9,80665 m/s²

- q_d - strumień ciepła od dodatkowych źródeł ciepła przypadający na jednostkę długości wyrobiska, q_d = 0 W/m

Uwzględniając przyjęte dane i obliczenia temperatura sucha na podszybiu wynosi:

t_sw = 17,84799 ^oC

Powyższe obliczenia wykonano przy założeniu, że gęstość powietrza wynosi ρ_n = 1,2kg/m³. Korzystając z obliczonej temperatury T_sw oraz wzorów:

1,34819 kg/m³

gdzie: R_a - indywidualna stała gazowa powietrza suchego, R_a = 287,04 J/(kg⋅K)

T_sw - temperatura sucha na wylocie z szybu, T_sw = 17,84799 ^oC

p₁₀₅₀ - ciśnienie obliczone na głębokości s = 1050 m obliczone ze wzoru:

p₁₀₅₀ = p + (10,75⋅s) = 101324,264 + (10,75⋅1050) = 112611,764 Pa

gdzie: p - ciśnienie atmosferyczne na zrębie szybu, p = 101324,264 Pa

s - współrzędna bieżąca, s = 1050 m

temperatura sucha na podszybiu wynosi:

t_sw = 17,80423 ^oC

1.2. Temperatura wilgotna na podszybiu

Temperaturę wilgotną wyznacza się z zależności na ciśnienie cząstkowe pary wodnej w postaci:

przy czym:

1609,79687 Pa

gdzie: ϕ - wilgotność względna powietrza

p_pn - ciśnienie cząstkowe pary wodnej w stanie nasycenia w temp. t_sw obliczone ze wzoru:

2037,71756Pa

- odpowiednio temperatura sucha i wilgotna na wypływie z szybu wdechowego, ^oC

Przyrównując obydwa wzory na p_p otrzymujemy temperaturę wilgotną wypływu z szybu:

t_ww = 15,59019^oC

2 Prognoza temperatury suchej i wilgotnej dla każdego z wyrobisk korytarzowych oraz prognoza temperatury powietrza w wyrobisku ścianowym metodą J. Voss'a

2.1 Obliczenia dla przekopu przewozowego

2.1.1 Obliczenia temperatury suchej

Dane wyjściowe:

p_d = 112611,76400 Pa

t_sd = 17,80423 ^oC

X_d = 0,00960 kg/kg

ρ_s = 2500 kg/m³

c_s =705 J/(kg⋅K)

λ_e = 5,8 W/(m⋅K)

ε_s = 0,35

- Strumień objętości powietrza
:

V = A⋅ω = 16⋅5,0 = 80 m/s

• Obwód wyrobiska B:

16,64 m

• Promień równoważny wyrobiska r_o:

1,923 m

• Opór 100 metrowy odcinka dla obudowy stalowej:

100r_f = 3,11⋅A^-2,5 = 3,11⋅16^-2,5 = 0,003037 Ns2/m9

• Współczynnik oporu właściwego α_f:

0,00748 Ns²/m⁴

• Liczba oporu wyrobiska λ_f:

0,04984

• Ciśnienie statyczne bezwzględne powietrza p_w na końcu wyrobiska:

p_w = 112492,26193 Pa

- Temperatura sucha T_s :

T_s = 273,15 + t_sd = 273,15 + 17,80423 = 290,95423 K

- Gęstość powietrza ρ_n:

1,34696 kg/m³

• Strumień masy powietrza
  :

m_a = ρ⋅V = 1,34696⋅80 = 107,75701 kg/s

• Współczynnik przejmowania ciepła z górotworu α_k:

16,85113 W/(m²K)

- Liczba Fouriera:

112,24633

gdzie:
- czas przewietrzania wyrobiska,
= 126144000 s

r_o - promień równoważny wyrobiska, r_o = 3,5 m

- ekwiwalentny współczynnik wyrównywania temperatury równy:

0,0000032908 m²/s

gdzie: c_s - pojemność cieplna skał, c_s = 705 J/(kg K),

- gęstość pozorna skał otaczających wyrobisko,

= 2500kg/m³

λ_e - ekwiwalentny współczynnik przewodzenia ciepła,

λ_e = 5,8W/(m⋅K)(dla chodników kamiennych)

• Liczba Biota Bi dana wzorem:

15,96355

- ponieważ:

0,34275

- Liczba Kirpiczewa K_i:

= 0,33673

- Bezwymiarowy strumień cieplny
, wyznaczany z wzoru:

2,11571

- Temperaturę suchą powietrza wyznacza się ze wzoru:

t_sw = 21,09503 ^oC

przy czym :

t_x = 44,59135 ^oC

gdzie:

- t_x - temperatura uwzględniająca dodatkowe źródła ciepła,^oC

-
- średnia temp. pierwotna skał otaczających wyrobisko:

40,58065 ^oC

-
- odpowiednio temperatura pierwotna skał w przekroju dopływu i wypływu, liczona ze wzoru:

40,58065 ^oC

gdzie:

- t_o - temperatura skał na głębokości
, t_o = 8 °C,
= 30 m

-
- stopień geotermiczny,
= 31 m/°C

- r_o - promień równoważny wyrobiska, r_o = 3,5 m

-
- współczynnik ciepła konwekcyjnego ogrzewającego powietrze suche,
= 0,35

-
- ekwiwalentny współczynnik przewodzenia ciepła,
= 5,8 W/(m⋅K)

- A - pole przekroju, A = 16 m²

- B - obwód wyrobiska, B = 16,64 m

- L - długość wyrobiska, L = 2400 m

- c_pa- właściwa pojemność cieplna powietrza suchego, c_pa = 1005 J/(kg⋅K)

-
- strumień masy powietrza suchego,
= 107,75701 kg/s

-
- prędkość średnia powietrza w przekroju, w_m = 5 m/s,

-
- odpowiednio wysokości niwelacyjne przekroju dopływu i wypływu wyrobiska, dla którego wykonuje się prognozę temperatury powietrza, m,

-
- zagęszczenie strumienia od dodatkowych źródeł ciepła:

28,12500 W/m

- N_z - moc dodatkowych źródeł ciepła, N_z = 270 kW,

- Cz_s- współczynnik określający jaka część energii z dodatkowych źródeł wpływa na podwyższenie temperatury mierzonej termometrem suchym, Cz_s = 0,25

2.1.2 Prognozowanie temperatury wilgotnej

• Temperaturę wilgotną w wyrobisku górniczym wyznaczamy ze wzoru:

Mając uprzednio obliczony stopień zawilżenia na wypływie z poniższego wzoru:

X_w = 0,01199 kg/kg

gdzie:

X_d - stopień zawilżenia powietrza na dopływie wyrobiska, X_d = 0,00960 kg/kg

r_b - ciepło parowania wody w termometrze 0°C; r_b = 2500000 J/kg

c_pw - poj. cieplna pary wodnej przy stałym ciśnieniu, c_pw = 1927 J/(kg⋅K)

c_pa - właściwa pojemność cieplna powietrza suchego, c_pa = 1005 J(kg⋅K)

ε_s - współczynnik ciepła konwekcyjnego, ε_s = 0,35

t_sw - temperatura sucha na wypływie wyrobiska, t_sw = 21,09503 ^oC

t_sd - temperatura sucha na dopływie wyrobiska, t_sd = 17,80423 ^oC

Temperatura wypływu na termometrze wilgotnym dla przekopu przewozowego wynosi:

t_ww=19,39706 ^oC

2.2 Obliczenia dla przekopu polowego

2.2.1 Obliczenia temperatury suchej

Dane wyjściowe:

p_d = 112492,26193 Pa

t_sd = 21,09503 ^oC

X_d = 0,011994kg/kg

ρ_s = 2550 kg/m³

c_s =850 J/(kg⋅K)

λ_e = 5,8 W/(m⋅K)

ε_s = 0,35

- Strumień objętości powietrza
:

V = A⋅ω = 10⋅2,6 = 26 m/s

• Obwód wyrobiska B:

13,155 m

• Promień równoważny wyrobiska r_o:

1,520 m

• Opór 100 metrowy odcinka dla obudowy stalowej:

100r_f = 3,11⋅A^-2,5 = 3,11⋅10^-2,5 = 0,009835 Ns²/m⁹

• Współczynnik oporu właściwego α_f:

0,007476 Ns²/m⁴

• Liczba oporu wyrobiska λ_f:

0,04984

• Ciśnienie statyczne bezwzględne powietrza p_w na końcu wyrobiska:

p_w = 112373,70457 Pa

- Temperatura sucha T_s :

T_s = 273,15 + t_sd = 273,15 + 21,09503 = 294,24503 K

- Gęstość powietrza ρ_n:

1,33049 kg/m³

• Strumień masy powietrza
  :

m_a = ρ⋅V = 1,33049⋅26 = 34,59286 kg/s

• Współczynnik przejmowania ciepła z górotworu α_k:

9,98692 W/(m²K)

- Liczba Fouriera:

91,27297

gdzie:
- czas przewietrzania wyrobiska,
= 78840000 s

r_o - promień równoważny wyrobiska, r_o = 1,520 m

- ekwiwalentny współczynnik wyrównywania temperatury równy:

0,0000026759 m²/s

gdzie: c_s - pojemność cieplna skał, c_s = 850 J/(kg K),

- gęstość pozorna skał otaczających wyrobisko,

= 2550kg/m³

λ_e - ekwiwalentny współczynnik przewodzenia ciepła,

λ_e = 5,8W/(m⋅K)(dla chodników kamiennych)

• Liczba Biota Bi dana wzorem:

7,47949

- ponieważ:

0,35628

- Liczba Kirpiczewa K_i:

= 0,34268

- Bezwymiarowy strumień cieplny
, wyznaczany z wzoru:

2,15311

- Temperaturę suchą powietrza wyznacza się ze wzoru:

t_sw = 25,87383 ^oC

przy czym :

t_x = 44,48559 ^oC

gdzie:

- t_x - temperatura uwzględniająca dodatkowe źródła ciepła,^oC

-
- średnia temp. pierwotna skał otaczających wyrobisko:

40,41935 ^oC

-
- odpowiednio temperatura pierwotna skał w przekroju dopływu i wypływu, liczona ze wzoru:

40,58064 ^oC

40,25806 ^oC

gdzie:

- t_o - temperatura skał na głębokości
, t_o = 8 °C,
= 30 m

-
- stopień geotermiczny,
= 31 m/°C

- r_o - promień równoważny wyrobiska, r_o = 1,520 m

-
- współczynnik ciepła konwekcyjnego ogrzewającego powietrze suche,
= 0,35

-
- ekwiwalentny współczynnik przewodzenia ciepła,
= 5,8 W/(m⋅K)

- A - pole przekroju, A = 10 m²

- B - obwód wyrobiska, B = 13,155 m

- L - długość wyrobiska, L = 1320 m

- c_pa- właściwa pojemność cieplna powietrza suchego, c_pa = 1005 J/(kg⋅K)

-
- strumień masy powietrza suchego,
= 34,59286 kg/s

-
- prędkość średnia powietrza w przekroju, w_m = 2,6 m/s,

-
- odpowiednio wysokości niwelacyjne przekroju dopływu i wypływu wyrobiska, dla którego wykonuje się prognozę temperatury powietrza, m,

-
- zagęszczenie strumienia od dodatkowych źródeł ciepła:

27,04545 W/m

- N_z - moc dodatkowych źródeł ciepła, N_z = 170 kW,

- Cz_s- współczynnik określający jaka część energii z dodatkowych źródeł wpływa na podwyższenie temperatury mierzonej termometrem suchym, Cz_s = 0,21

2.2.2 Prognozowanie temperatury wilgotnej

• Temperaturę wilgotną w wyrobisku górniczym wyznaczamy ze wzoru:

Mając uprzednio obliczony stopień zawilżenia na wypływie z poniższego wzoru:

X_w = 0,01545 kg/kg

gdzie:

X_d - stopień zawilżenia powietrza na dopływie wyrobiska, X_d = 0,011994 kg/kg

r_b - ciepło parowania wody w termometrze 0°C; r_b = 2500000 J/kg

c_pw - poj. cieplna pary wodnej przy stałym ciśnieniu, c_pw = 1927 J/(kg⋅K)

c_pa - właściwa pojemność cieplna powietrza suchego, c_pa = 1005 J(kg⋅K)

ε_s - współczynnik ciepła konwekcyjnego, ε_s = 0,35

t_sw - temperatura sucha na wypływie wyrobiska, t_sw = 25,87383 ^oC

t_sd - temperatura sucha na dopływie wyrobiska, t_sd = 21,09503 ^oC

Temperatura wypływu na termometrze wilgotnym dla przekopu przewozowego wynosi:

t_ww=23,50518 ^oC

2.3 Obliczenia dla chodnika odstawczego

2.3.1 Obliczenia temperatury suchej

Dane wyjściowe:

p_d = 112373,70457 Pa

t_sd = 25,87383 ^oC

X_d = 0,01545 kg/kg

ρ_s = 2600 kg/m³

c_s =1000 J/(kg⋅K)

λ_e = 2,3 W/(m⋅K)

ε_s = 0,6

- Strumień objętości powietrza
:

V = A⋅ω = 8,0⋅1,5 = 12,0 m/s

• Obwód wyrobiska B:

11,766 m

• Promień równoważny wyrobiska r_o:

1,360 m

• Opór 100 metrowy odcinka dla obudowy stalowej:

100r_f = 3,11⋅A^-2,5 = 3,11⋅8^-2,5 = 0,01718 Ns²/m⁹

• Współczynnik oporu właściwego α_f:

0,007476 Ns²/m⁴

• Liczba oporu wyrobiska λ_f:

0,04984

• Ciśnienie statyczne bezwzględne powietrza p_w na końcu wyrobiska:

p_w = 112255,80829 Pa

- Temperatura sucha T_s :

T_s = 273,15 + t_sd = 273,15 + 25,87383 = 299,02383 K

- Gęstość powietrza ρ_n:

1,30786 kg/m³

• Strumień masy powietrza
  :

m_a = ρ⋅V = 1,30786⋅12 = 15,69430 kg/s

• Współczynnik przejmowania ciepła z górotworu α_k:

6,43170 W/(m²K)

- Liczba Fouriera:

15,08682

gdzie:
- czas przewietrzania wyrobiska,
= 31536000 s

r_o - promień równoważny wyrobiska, r_o = 1,36 m

- ekwiwalentny współczynnik wyrównywania temperatury równy:

0,0000088462 m²/s

gdzie: c_s - pojemność cieplna skał, c_s = 1000 J/(kg K),

- gęstość pozorna skał otaczających wyrobisko,

= 2600 kg/m³

λ_e - ekwiwalentny współczynnik przewodzenia ciepła,

λ_e = 2,3 W/(m⋅K)(dla chodników przyścianowych)

• Liczba Biota Bi dana wzorem:

6,33765

- ponieważ:

0,49551

- Liczba Kirpiczewa K_i:

= 0,46520

- Bezwymiarowy strumień cieplny
, wyznaczany z wzoru:

2,92294

- Temperaturę suchą powietrza wyznacza się ze wzoru:

t_sw = 32,68108 ^oC

przy czym :

t_x = 63,90487 ^oC

gdzie:

- t_x - temperatura uwzględniająca dodatkowe źródła ciepła,^oC

-
- średnia temp. pierwotna skał otaczających wyrobisko:

40,09677 ^oC

-
- odpowiednio temperatura pierwotna skał w przekroju dopływu i wypływu, liczona ze wzoru:

39,93548 ^oC

40,25806 ^oC

gdzie:

- t_o - temperatura skał na głębokości
, t_o = 8 °C,
= 30 m

-
- stopień geotermiczny,
= 31 m/°C

- r_o - promień równoważny wyrobiska, r_o = 1,360 m

-
- współczynnik ciepła konwekcyjnego ogrzewającego powietrze suche,
= 0,6

-
- ekwiwalentny współczynnik przewodzenia ciepła,
= 2,3 W/(m⋅K)

- A - pole przekroju, A = 8 m²

- B - obwód wyrobiska, B = 11,766 m

- L - długość wyrobiska, L = 560 m

- c_pa- właściwa pojemność cieplna powietrza suchego, c_pa = 1005 J/(kg⋅K)

-
- strumień masy powietrza suchego,
= 15,69430 kg/s

-
- prędkość średnia powietrza w przekroju, w_m = 1,5 m/s,

-
- odpowiednio wysokości niwelacyjne przekroju dopływu i wypływu wyrobiska, dla którego wykonuje się prognozę temperatury powietrza, m,

-
- zagęszczenie strumienia od dodatkowych źródeł ciepła:

135,0 W/m

- N_z - moc dodatkowych źródeł ciepła, N_z = 360 kW,

- Cz_s- współczynnik określający jaka część energii z dodatkowych źródeł wpływa na podwyższenie temperatury mierzonej termometrem suchym, Cz_s = 0,21

2.3.2 Prognozowanie temperatury wilgotnej

• Temperaturę wilgotną w wyrobisku górniczym wyznaczamy ze wzoru:

Mając uprzednio obliczony stopień zawilżenia na wypływie z poniższego wzoru:

X_w = 0,01715 kg/kg

gdzie:

X_d - stopień zawilżenia powietrza na dopływie wyrobiska, X_d = 0,01545 kg/kg

r_b - ciepło parowania wody w termometrze 0°C; r_b = 2500000 J/kg

c_pw - poj. cieplna pary wodnej przy stałym ciśnieniu, c_pw = 1927 J/(kg⋅K)

c_pa - właściwa pojemność cieplna powietrza suchego, c_pa = 1005 J(kg⋅K)

ε_s - współczynnik ciepła konwekcyjnego, ε_s = 0,6

t_sw - temperatura sucha na wypływie wyrobiska, t_sw = 32,68108 ^oC

t_sd - temperatura sucha na dopływie wyrobiska, t_sd = 25,87383 ^oC

Temperatura wypływu na termometrze wilgotnym dla przekopu przewozowego wynosi:

t_ww=26,49605 ^oC

2.4 Obliczenia dla ściany

2.4.1 Obliczenia temperatury suchej

Dane wyjściowe:

p_d = 112255,80829 Pa

t_sd = 32,68108 ^oC

X_d = 0,01715 kg/kg

ρ_s = 1300 kg/m³

c_s =1007 J/(kg⋅K)

λ_e = 7,0 W/(m⋅K)

ε_s = 0,35

- Strumień objętości powietrza
:

V = A⋅ω = 8,8⋅1,364 = 12,0 m/s

• Obwód wyrobiska B:

12,8 m

• Promień równoważny wyrobiska r_o:

1,375 m

• Opór 100 metrowy odcinka dla obudowy stalowej:

100r_f = 3,11⋅A^-2,5 = 3,11⋅8,8^-2,5 = 0,18976 Ns²/m⁹

• Współczynnik oporu właściwego α_f:

0,10103 Ns²/m⁴

• Liczba oporu wyrobiska λ_f:

0,67353

• Ciśnienie statyczne bezwzględne powietrza p_w na końcu wyrobiska:

p_w = 112019,67240 Pa

- Temperatura sucha T_s :

T_s = 273,15 + t_sd = 273,15 + 32,68108 = 305,83108 K

- Gęstość powietrza ρ_n:

1,27606 kg/m³

• Strumień masy powietrza
  :

m_a = ρ⋅V = 1,27606⋅12,0 = 15,31269 kg/s

• Współczynnik przejmowania ciepła z górotworu α_k:

5,95953 W/(m²K)

- Liczba Fouriera:

8,91921

gdzie:
- czas przewietrzania wyrobiska,
= 3153600 s

r_o - promień równoważny wyrobiska, r_o = 1,375 m

- ekwiwalentny współczynnik wyrównywania temperatury równy:

0,00000035 m²/s

gdzie: c_s - pojemność cieplna skał, c_s = 1007 J/(kg K),

- gęstość pozorna skał otaczających wyrobisko,

= 1300 kg/m³

λ_e - ekwiwalentny współczynnik przewodzenia ciepła,

λ_e = 7,0 W/(m⋅K)(dla chodników kamiennych)

• Liczba Biota Bi dana wzorem:

3,34463

- ponieważ:

0,54660

- Liczba Kirpiczewa K_i:

= 0,48108

- Bezwymiarowy strumień cieplny
, wyznaczany z wzoru:

3,02271

- Temperaturę suchą powietrza wyznacza się ze wzoru:

t_sw = 40,21844 ^oC

przy czym :

t_x = 84,60168 ^oC

gdzie:

- t_x - temperatura uwzględniająca dodatkowe źródła ciepła,^oC

-
- średnia temp. pierwotna skał otaczających wyrobisko:

39,29032 ^oC

-
- odpowiednio temperatura pierwotna skał w przekroju dopływu i wypływu, liczona ze wzoru:

39,29032 ^oC

39,93548 ^oC

gdzie:

- t_o - temperatura skał na głębokości
, t_o = 8 °C,
= 30 m

-
- stopień geotermiczny,
= 31 m/°C

- r_o - promień równoważny wyrobiska, r_o = 1,375 m

-
- współczynnik ciepła konwekcyjnego ogrzewającego powietrze suche,
= 0,35

-
- ekwiwalentny współczynnik przewodzenia ciepła,
= 7,0 W/(m⋅K)

- A - pole przekroju, A = 8,8 m²

- B - obwód wyrobiska, B = 12,8 m

- L - długość wyrobiska, L = 220 m

- c_pa- właściwa pojemność cieplna powietrza suchego, c_pa = 1005 J/(kg⋅K)

-
- strumień masy powietrza suchego,
= 15,31269 kg/s

-
- prędkość średnia powietrza w przekroju, w_m = 1,364 m/s,

-
- odpowiednio wysokości niwelacyjne przekroju dopływu i wypływu wyrobiska, dla którego wykonuje się prognozę temperatury powietrza, m,

-
- zagęszczenie strumienia od dodatkowych źródeł ciepła:

507,27273 W/m

- N_z - moc dodatkowych źródeł ciepła, N_z = 360 kW,

- Cz_s- współczynnik określający jaka część energii z dodatkowych źródeł wpływa na podwyższenie temperatury mierzonej termometrem suchym, Cz_s = 0,31

2.4.2 Prognozowanie temperatury wilgotnej

• Temperaturę wilgotną w wyrobisku górniczym wyznaczamy ze wzoru:

Mając uprzednio obliczony stopień zawilżenia na wypływie z poniższego wzoru:

X_w = 0,02251 kg/kg

gdzie:

X_d - stopień zawilżenia powietrza na dopływie wyrobiska, X_d = 0,01715 kg/kg

r_b - ciepło parowania wody w termometrze 0°C; r_b = 2500000 J/kg

c_pw - poj. cieplna pary wodnej przy stałym ciśnieniu, c_pw = 1927 J/(kg⋅K)

c_pa - właściwa pojemność cieplna powietrza suchego, c_pa = 1005 J(kg⋅K)

ε_s - współczynnik ciepła konwekcyjnego, ε_s = 0,35

t_sw - temperatura sucha na wypływie wyrobiska, t_sw = 40,21844 ^oC

t_sd - temperatura sucha na dopływie wyrobiska, t_sd = 32,68108 ^oC

Temperatura wypływu na termometrze wilgotnym dla przekopu przewozowego wynosi:

t_ww = 31,26850 ^oC

3 Ocenić stan warunków klimatycznych w poszczególnych wyrobiskach za pomocą wskaźnika dyskomfortu

Do oceny warunków klimatycznych przyjęto, że pracownicy są zaaklimatyzowani oraz wykonują pracę umiarkowanie ciężką (wydatek energetyczny m = 230 W/m²)

Podział wartości wskaźnika dyskomfortu cieplnego, charakteryzujący warunki bezpieczne dla zdrowia:

0 < δ < 0,2 - korzystne warunki klimatyczne

0,2 < δ < 0,5 - zadowalające warunki klimatyczne

0,5 < δ < 0,8 - trudne warunki klimatyczne

0,8 < δ < 1 - bardzo trudne warunki klimatyczne

Ocena stanu warunków klimatycznych przed chłodzeniem:

	PRZEKOP PRZEWOZOWY	PRZEKOP POLOWY	CHODNIK ODSTAWCZY	ŚCIANA
tsw	21,09	25,87	32,68	40,22
tww	19,40	23,50	26,50	31,27
wilgotność wzgl.	80	80	60	50
prędkość powietrza	5	2,6	1,5	1,36
wydatek energ.	230	230	230	230
wskaźnik dyskom.	0	0,6	1,4	1,6
WARUNKI	KORZYSTNE	TRUDNE	DYSKOMFORT CIEPLNY NIEBEZPIECZNY DLA ZDROWIA	DYSKOMFORT CIEPLNY NIEBEZPIECZNY DLA ZDROWIA

Ocena stanu warunków klimatycznych po chłodzeniu:

	PRZEKOP PRZEWOZOWY	PRZEKOP POLOWY	CHODNIK ODSTAWCZY	ŚCIANA
tsw	21,09	25,87	27,32	28,03
tww	19,40	23,50	24,29	24,81
wilgotność wzgl.	80	80	80	80
prędkość powietrza	5	2,6	1,5	1,385
wydatek energ.	230	230	230	230
wskaźnik dyskom.	0	0,6	0,8	0,9
WARUNKI	KORZYSTNE	TRUDNE	B. TRUDNE	B. TRUDNE

Po przeprowadzeniu chłodzenia w przekopie przewozowym panuje komfort cieplny stwarzające korzystne warunki klimatyczne, a w pozostałych wyrobiskach korytarzowych warunki klimatyczne poprawiły się na zadowalające. Panuje w nich dyskomfort cieplny bezpieczny dla zdrowia.

• Sorawdzenie norm klimatycznych

Dla określenia czy w tych wyrobiskach panują odpowiednie warunki klimatyczne zbadano zgodność wyznaczonych dla tych wyrobisk parametrów z obowiązującymi w Polsce i na świecie normami. Określono warunki klimatyczne wg norm:

- polskiej,

- francuskiej,

- przepisy technicznej eksploatacji złóż,

- belgijskiej,

- australijskiej,

- bułgarskiej,

- amerykańskiej,

- niemieckiej.

Warunki klimatyczne dla przekopu przewozowego i przekopu polowego odpowiadają wszystkim normom. W wyrobiskach tych może być wykonywana normalna praca w ośmiogodzinnym trybie pracy.

Wyniki sprawdzianu dla chodnika odstawczego i ściany przed i po chłodzeniu zostały przedstawione poniżej w tabeli:

Normy	Chodnik odstawczy		Ściana
		Przed klimatyzacją	Po zastosowaniu klimatyzacji	Przed klimatyzacją	Po zastosowaniu klimatyzacji
polska	praca 6h	praca 8 h	praca zabroniona	praca 8 h
francuska	praca zabroniona	praca 8 h	praca zabroniona	praca 8 h
Przepisy tech.eks.złóż	praca nieszkodliwa dla zdrowia	praca 8 h	praca szkodliwa dla zdrowia	praca 8 h
belgijska	praca dozwolona	praca 8 h	praca zabroniona	praca 8 h
australijska	praca zabroniona	praca 7,5 h	praca dozwolona	praca 7,5 h
bułgarska	praca zabroniona	praca 8 h	praca zabroniona	praca 8 h
Amerykańska	praca 8h	praca 8 h	praca zabroniona	praca 8 h
niemiecka	czas pracy wynosi 6h jeżeli pracownicy przebywają codziennie nie dłużej niż 3h	praca 8 h	praca zabroniona	praca 8 h

Na podstawie normy polskiej wykonywanie pracy w tych warunkach możliwe jest tylko podczas prowadzenia akcji ratowniczych.

5,6 Wyznaczenie temperatury powietrza na wlocie do wyrobiska ścianowego tak, żeby na wylocie z niego temperatura powietrza nie przekraczała 28^oC stosując metodę J.Voss'a oraz wyznaczenie zdolności chłodniczej maszyny klimatyzacyjnej

W wyrobiskach w których została przekroczona temperatura sucha równa 28 ^oC zostaną zamontowane maszyny klimatyzacyjne celem obniżenia tej temperatury. W pierwszej kolejności znaleziono odległość po przekroczeniu której temperatura sucha jest większa od 28^oC. Następnie wyznaczono temperaturę jaka powinna wypływać z maszyny klimatyzacyjnej, żeby temperatura nie przekroczyła w wyrobisku temperatury dopuszczalnej równej 28^oC. Temperaturę sucha powietrza w całym wyrobisku nie powinna przekraczać 28°C, więc należy zastosować odpowiednią ilość maszyn klimatyzacyjnych dzieląc wyrobisko na odcinki.

6.1 Wyznaczenie parametrów powietrza w chodniku odstawczym na wypływie z chłodnicy pierwszej

Pierwsza chłodnica została zainstalowana na 163 metrze chodnika odstawczego, w miejscu gdzie temperatura sucha osiąga 28 ^oC. Parametry powietrza po 163 metrach chodnika odstawczego:

• temperatura sucha na dopływie do maszyny klimatyzacyjnej t_sw = 27,99555 ^oC,

• temperatura wilgotna na dopływie do maszyny klimatyzacyjnej t_ww = 24,46759 ^oC,

• temperatura sucha na wypływie z maszyny klimatyzacyjnej t_swMK = 23,03 ^oC,

• strumień objętości powietrza płynącego przez maszynę V = 7,33 m³/s,

• strumień objętości powietrza płynącego wyrobiskiem V_c = 12 m³/s,

• ciśnienie powietrza w miejscu instalacji maszyny p = 112255,9618 Pa

Wyznaczanie parametrów powietrza na dopływie do maszyny klimatyzacyjnej:

• ciśnienie cząstkowe pary wodnej p_pd

2812,14328 Pa

• ciśnienie cząstkowe pary wodnej w stanie nasycenia p_pnd

3777,09520 Pa

• wilgotność względna powietrza φ_d

74,45 %

• stopień zawilżenia powietrza X_d

0,015982 kg/kg

• entalpię 1+x kg powietrza wilgotnego h_d

68,95278 kJ/kg

• gęstość powietrza wilgotnego
  

1,28629 kg/m³

• strumień masy powietrza wilgotnego
  

9,42850 kg/s

• strumień masy powietrza suchego
  

9,28018 kg/s

Wyznaczanie parametrów powietrza na wypływie z maszyny klimatyzacyjnej:

• ciśnienie cząstkowe pary w stanie nasycenia w temperaturze t_swMK dla powietrza wypywającego z maszyny klimatyzacyjnej p_pnw

2812,3086 Pa

• stopień zawilżenia powietrza X_nw na wypływie z maszyny klimatyzacyjnej dla stanu nasycenia powietrza w temperaturze t_swMK

0,015983 kg/kg

Ponieważ stopień zawilżenia X_d w temperaturze t_sd jest równy stopniowi zawilżenia X_nw powietrza dla stanu nasycenia w temperaturze t_swMK to nie nastąpi wykroplenie wody z powietrza.

• ciśnienie cząstkowe pary wodnej w powietrzu wypływającym p_pw

2812,3086 Pa

• temperaturę wilgotną powietrza t_wwMK na wypływie z MK wyznaczona z równania:

t_wwMK = 23,02501 ^oC

- wilgotność względna powietrza na wylocie z maszyny φ_w %

100 %

• entalpia 1+x kg powietrza na wypływie z MK h_w

63,80438 kJ/kg

Następnie wyznacza się temperaturę powietrza po zmieszaniu strumieni powietrza płynących przez maszynę klimatyzacyjną i wyrobisko (obok MK).

• strumień masy powietrza płynącego wyrobiskiem (obok MK) m₁

6,00697 kg/s

• strumień masy powietrza płynącego przez maszynę klimatyzacyjną m_MK

9,42850 kg/s

• stopień zawilżenia powietrza
  

0,015982 kg/kg

• entalpię powietrza po zmieszaniu strumieni powietrza
  

65,80797 kJ/kg

Temperatura sucha wymieszanego strumienia powietrza:

24,95938 ^oC

Dla wyznaczenia temperatury wilgotnej powietrza t_wwm po zmieszaniu strumieni oblicza się kolejno:

• ciśnienie cząstkowe pary wodnej w powietrzu wylotowym p_pw

2812,14328 Pa

• temperaturę wilgotną powietrza t_ww dla zmieszanych strumieni wyznacza się z równania:

t_wwm = 23,59525 ^oC

1. Obliczenie zdolności chłodniczej maszyny klimatyzacyjnej

Zdolnością chłodniczą maszyny klimatyzacyjnej jest ilość ciepła, jaką maszyna odbiera od powietrza w parowniku w jednostce czasu. Dla wyznaczenia zdolności chłodniczej MK wyznacza się różnicę entalpii powietrza przepływającego przez maszynę

Zdolność chłodniczą maszyny klimatyzacyjnej wyznacza się ze wzoru:

6.2 Wyznaczenie parametrów powietrza na wypływie z chłodnicy drugiej.

Druga chłodnica została zainstalowana na 392-gim metrze chodnika odstawczego, w miejscu gdzie temperatura sucha osiąga 28 ^oC. Parametry powietrza po 392 metrach chodnika odstawczego:

• temperatura sucha na dopływie do maszyny klimatyzacyjnej t_sd = 27,99784 ^oC,

• temperatura wilgotna na dopływie do maszyny klimatyzacyjnej t_wd = 24,62185 ^oC,

• temperatura sucha na wypływie z maszyny klimatyzacyjnej t_swMK = 23,25 ^oC,

• strumień objętości powietrza płynącego przez maszynę V = 7,33 m³/s,

• strumień objętości powietrza płynącego wyrobiskiem V_c = 12 m³/s,

• ciśnienie powietrza w miejscu instalacji maszyny p = 112246,3267 Pa

Wyznaczanie parametrów powietrza na dopływie do maszyny klimatyzacyjnej:

• ciśnienie cząstkowe pary wodnej p_pd

2851,56145 Pa

• ciśnienie cząstkowe pary wodnej w stanie nasycenia p_pnd

3777,59761 Pa

• wilgotność względna powietrza φ_d

75,49 %

• stopień zawilżenia powietrza X_d

0,016213 kg/kg

• entalpię 1+x kg powietrza wilgotnego h_d

69,54585 kJ/kg

• gęstość powietrza wilgotnego
  

1,28599 kg/m³

• strumień masy powietrza wilgotnego
  

9,42635 kg/s

• strumień masy powietrza suchego
  

9,27595 kg/s

• ciśnienie cząstkowe pary w stanie nasycenia w temperaturze t_swMK dla powietrza wypływającego z maszyny klimatyzacyjnej p_pnw

2851,56145 Pa

• stopień zawilżenia powietrza x_nw na wypływie z maszyny klimatyzacyjnej dla stanu nasycenia powietrza w temperaturze t_swMK

0,01621 kg/kg

Ponieważ stopień zawilżenia X_d jest mniejszy lub równy stopniowi zawilżenia powietrza dla stanu nasycenia w temperaturze t_swMK to nie nastąpi wykroplenie wody z powietrza. Przyjmuje się w związku z tym, że:

X_w = X_d

• ciśnienie cząstkowe pary wodnej w powietrzu wypływającym p_pw

2851,56145 Pa

• temperaturę wilgotną powietrza na wylocie z MK t_wwMK wyznacza się dla znanej wartości p_pw z równania:

t_wwMK = 23,25442 ^oC

• wilgotność względna powietrza na wylocie z maszyny φ_w

%

• entalpia 1+x kg powietrza na wylocie z MK h_w

64,63059 kJ/kg

Następnie wyznacza się temperaturę powietrza po zmieszaniu strumieni powietrza płynących przez maszynę klimatyzacyjną i wyrobisko (obok MK).

• strumień masy powietrza płynącego wyrobiskiem (obok MK) m₁

6,0056 kg/s

• strumień masy powietrza płynącego przez maszynę klimatyzacyjną m₂

9,42635 kg/s

• stopień zawilżenia powietrza
  

0,016213 kg/kg

• entalpię powietrza po zmieszaniu strumieni powietrza
  

66,54345 kJ/kg

Temperatura sucha wymieszanego strumienia powietrza:

25,10040 ^oC

Dla wyznaczenia temperatury wilgotnej powietrza t_wwm po zmieszaniu strumieni oblicza się:

• ciśnienie cząstkowe pary wodnej w powietrzu wylotowym p_pw

2851,56145 Pa

• temperaturę wilgotną powietrza t_wwm dla zmieszanych strumieni wyznacza z równania:

t_wwm = 23,79489 ^oC

6.2.1 Obliczenie zdolności chłodniczej maszyny klimatyzacyjnej

Zdolnością chłodniczą maszyny klimatyzacyjnej jest ilość ciepła, jaką maszyna odbiera od powietrza w parowniku w jednostce czasu. Dla wyznaczenia zdolności chłodniczej MK wyznacza się różnicę entalpii powietrza przepływającego przez maszynę

4,91525 kJ/kg

Zdolność chłodniczą maszyny klimatyzacyjnej wyznacza się ze wzoru:

45,59364 kW

6.3 Wyznaczenie parametrów powietrza na wypływie z chłodnicy trzeciej.

Trzecia chłodnica została zainstalowana na 17-ym metrze ściany, w miejscu gdzie temperatura sucha osiąga 28 ^oC. Parametry powietrza:

• temperatura sucha na dopływie do maszyny klimatyzacyjnej t_sd = 27,99717 ^oC,

• temperatura wilgotna na dopływie do maszyny klimatyzacyjnej t_wd = 24,78449 ^oC,

• temperatura sucha na wypływie z maszyny klimatyzacyjnej t_swMKl = 23,50 ^oC,

• strumień objętości powietrza płynącego przez maszynę V = 7,33 m³/s,

• strumień objętości powietrza płynącego wyrobiskiem V_c = 12 m³/s,

• ciśnienie powietrza w miejscu instalacji maszyny p = 112255,6042 Pa

Wyznaczanie parametrów powietrza na wlocie do maszyny klimatyzacyjnej:

• ciśnienie cząstkowe pary wodnej p_pd

2893,55077 Pa

• ciśnienie cząstkowe pary wodnej w stanie nasycenia p_pnd

3777,45138 Pa

• wilgotność względna powietrza φ_d

76,60 %

• stopień zawilżenia powietrza X_d

0,016457 kg/kg

• entalpię 1+x kg powietrza wilgotnego h_d

70,16746 kJ/kg

• gęstość powietrza wilgotnego
  

1,28592 kg/m³

• strumień masy powietrza wilgotnego
  

9,42581 kg/s

• strumień masy powietrza suchego
  

9,27320 kg/s

• ciśnienie cząstkowe pary w stanie nasycenia w temperaturze t_swMK dla powietrza wylotowego z maszyny klimatyzacyjnej p_pnw

2893,55077 Pa

• stopień zawilżenia powietrza X_nw na wylocie z maszyny klimatyzacyjnej dla stanu nasycenia powietrza w temperaturze t_swMK

0,0164571 kg/kg

Ponieważ stopień zawilżenia X_d jest mniejszy lub równy stopniowi zawilżenia powietrza dla stanu nasycenia w temperaturze t_swMK to nie nastąpi wykroplenie wody z powietrza. Przyjmuje się w związku z tym, że:

X_w = X_d

• ciśnienie cząstkowe pary wodnej w powietrzu wylotowym p_pw

2893,55077 Pa

• temperaturę wilgotną powietrza na wylocie z MK t_wwMK wyznacza się z równania:

t_wwMK = 23,4968 ^oC

• wilgotność względna powietrza na wylocie z maszyny φ_w

100 %

• entalpia 1+x kg powietrza na wylocie z MK h_w

65,50194 kJ/kg

Następnie wyznacza się temperaturę powietrza po zmieszaniu strumieni powietrza płynących przez maszynę klimatyzacyjną i wyrobisko (obok MK).

• strumień masy powietrza płynącego wyrobiskiem (obok MK) m₁

6,00525 kg/s

• strumień masy powietrza płynącego przez maszynę klimatyzacyjną m_MK

9,42581 kg/s

• stopień zawilżenia powietrza
  

0,016457 kg/kg

• entalpię powietrza po zmieszaniu strumieni powietrza
  

kJ/kg

Temperatura sucha wymieszanego strumienia powietrza:

25,24819 ^oC

Dla wyznaczenia temperatury wilgotnej powietrza t_wwm po zmieszaniu strumieni oblicza się:

• ciśnienie cząstkowe pary wodnej w powietrzu wylotowym p_pw

2893,55077 Pa

• temperaturę wilgotną powietrza t_ww dla zmieszanych strumieni wyznacza się z równania:

t_wwm = 24,00531 ^oC

6.3.1 Obliczenie zdolności chłodniczej maszyny klimatyzacyjnej

Zdolnością chłodniczą maszyny klimatyzacyjnej jest ilość ciepła, jaką maszyna odbiera od powietrza w parowniku w jednostce czasu. Dla wyznaczenia zdolności chłodniczej MK wyznacza się różnicę entalpii powietrza przepływającego przez maszynę

4,66551 kJ/kg

Zdolność chłodniczą maszyny klimatyzacyjnej wyznacza się ze wzoru:

43,26428 kW

Po zastosowaniu chłodzenia na końcu ściany temperatura wynosi:

• temperatura sucha na wypływie t_sw = 27,31935^oC

• temperatura wilgotna na wypływie t_ww = 24,2922^oC

6.4 Wyznaczenie parametrów powietrza na wypływie z czwartej chłodnicy.

Czwarta chłodnica została zainstalizowana na 84-tym metrze ściany, w miejscu gdzie temperatura sucha osiąga 28 ^oC. Parametry powietrza:

• temperatura sucha na dopływie do maszyny klimatyzacyjnej t_sd = 27,97450 ^oC,

• temperatura wilgotna na dopływie do maszyny klimatyzacyjnej t_wd = 24,76722 ^oC,

• temperatura sucha na wylocie z maszyny klimatyzacyjnej t_swMK = 23,50990 ^oC,

• strumień objętości powietrza płynącego przez maszynę V = 7,33 m³/s,

• strumień objętości powietrza płynącego wyrobiskiem V_c = 12 m³/s,

• ciśnienie powietrza w miejscu instalacji maszyny p = 111997,4952 Pa

Wyznaczanie parametrów powietrza na wlocie do maszyny klimatyzacyjnej:

• ciśnienie cząstkowe pary wodnej p_pd, Pa,

2891,2572 Pa

• ciśnienie cząstkowe pary wodnej w stanie nasycenia p_pnd

3772,46811 Pa

• wilgotność względna powietrza φ_d

76,64 %

• stopień zawilżenia powietrza x_d

0,016482 kJ/kg

• entalpię 1+x kg powietrza wilgotnego h_d

70,20911kJ/kg

• gęstość powietrza wilgotnego
  

1,28304 kg/m³

• strumień masy powietrza wilgotnego
  

9,40471 kg/s

• strumień masy powietrza suchego
  

9,25221 kg/s

• ciśnienie cząstkowe pary w stanie nasycenia w temperaturze t_swMK dla powietrza wylotowego z maszyny klimatyzacyjnej p_pnw

2895,83621 Pa

• stopień zawilżenia powietrza X_nw na wylocie z maszyny klimatyzacyjnej dla stanu nasycenia powietrza w temperaturze t_swMK

0,016509 kg/kg

Ponieważ stopień zawilżenia X_d jest mniejszy lub równy stopniowi zawilżenia powietrza dla stanu nasycenia w temperaturze t_swMK to nie nastąpi wykroplenie wody z powietrza. Przyjmuje się w związku z tym, że:

X_w = X_d

• ciśnienie cząstkowe pary wodnej w powietrzu wypływającym p_pw

2891,2572 Pa

• temperaturę wilgotną powietrza na wylocie z MK t_wwMK wyznacza się z równania:

t_wwMK = 23,49133 ^oC

• wilgotność względna powietrza na wylocie z maszyny φ_w

100%

• entalpia 1+x kg powietrza na wylocie z MK h_w

65,58046 kJ/kg

Następnie wyznacza się temperaturę powietrza po zmieszaniu strumieni powietrza płynących przez maszynę klimatyzacyjną i wyrobisko (obok MK).

• strumień masy powietrza płynącego wyrobiskiem (obok MK) m₁

5,99181 kg/s

• strumień masy powietrza płynącego przez maszynę klimatyzacyjną m_MK

9,40471 kg/s

• stopień zawilżenia powietrza
  

0,016482 kg/kg,

• entalpię powietrza po zmieszaniu strumieni powietrza
  

67,38178 kJ/kg

Temperatura sucha wymieszanego strumienia powietrza:

25,24738 ^oC

Dla wyznaczenia temperatury wilgotnej powietrza t_wm po zmieszaniu strumieni oblicza się:

• ciśnienie cząstkowe pary wodnej w powietrzu wylotowym p_pw

2891,2572 Pa

• temperaturę wilgotną powietrza t_wwm dla zmieszanych strumieni wyznacza się z równania:

t_wwm = 23,99512 ^oC

6.4.1 Obliczenie zdolności chłodniczej maszyny klimatyzacyjnej

Dla wyznaczenia zdolności chłodniczej MK wyznacza się różnicę entalpii powietrza przepływającego przez maszynę

4,62865 kJ/kg

Zdolność chłodniczą maszyny klimatyzacyjnej wyznacza się ze wzoru:

42,82524 kW

6.5 Wyznaczenie parametrów powietrza na wypływie z czwartej chłodnicy.

Czwarta chłodnica została zainstalizowana na 152-gim metrze ściany, w miejscu gdzie temperatura sucha osiąga 28 ^oC. Parametry powietrza:

• temperatura sucha na dopływie do maszyny klimatyzacyjnej t_sd = 28,01324 ^oC,

• temperatura wilgotna na dopływie do maszyny klimatyzacyjnej t_wd = 24,79634 ^oC,

• temperatura sucha na wylocie z maszyny klimatyzacyjnej t_swMK = 23,51115 ^oC,

• strumień objętości powietrza płynącego przez maszynę V = 7,33 m³/s,

• strumień objętości powietrza płynącego wyrobiskiem V_c = 12 m³/s,

• ciśnienie powietrza w miejscu instalacji maszyny p = 111978,9138 Pa

Wyznaczanie parametrów powietrza na wlocie do maszyny klimatyzacyjnej:

• ciśnienie cząstkowe pary wodnej p_pd, Pa,

2896,05371 Pa

• ciśnienie cząstkowe pary wodnej w stanie nasycenia p_pnd

3780,98761 Pa

• wilgotność względna powietrza φ_d

76,59 %

• stopień zawilżenia powietrza x_d

0,016513 kJ/kg

• entalpię 1+x kg powietrza wilgotnego h_d

70,32815 kJ/kg

• gęstość powietrza wilgotnego
  

1,282864 kg/m³

• strumień masy powietrza wilgotnego
  

9,40177 kg/s

• strumień masy powietrza suchego
  

9,24903 kg/s

• ciśnienie cząstkowe pary w stanie nasycenia w temperaturze t_swMK dla powietrza wylotowego z maszyny klimatyzacyjnej p_pnw

2896,05371 Pa

• stopień zawilżenia powietrza X_nw na wylocie z maszyny klimatyzacyjnej dla stanu nasycenia powietrza w temperaturze t_swMK

0,0165135 kg/kg

Ponieważ stopień zawilżenia X_d jest mniejszy lub równy stopniowi zawilżenia powietrza dla stanu nasycenia w temperaturze t_swMK to nie nastąpi wykroplenie wody z powietrza. Przyjmuje się w związku z tym, że:

X_w = X_d

• ciśnienie cząstkowe pary wodnej w powietrzu wypływającym p_pw

2896,05371 Pa

• temperaturę wilgotną powietrza na wylocie z MK t_wwMK wyznacza się z równania:

t_wwMK = 23,51115 ^oC

• wilgotność względna powietrza na wylocie z maszyny φ_w

100%

• entalpia 1+x kg powietrza na wylocie z MK h_w

65,66036 kJ/kg

Następnie wyznacza się temperaturę powietrza po zmieszaniu strumieni powietrza płynących przez maszynę klimatyzacyjną i wyrobisko (obok MK).

• strumień masy powietrza płynącego wyrobiskiem (obok MK) m₁

5,98994 kg/s

• strumień masy powietrza płynącego przez maszynę klimatyzacyjną m_MK

9,40177 kg/s

• stopień zawilżenia powietrza
  

0,016513 kg/kg,

• entalpię powietrza po zmieszaniu strumieni powietrza
  

67,47691 kJ/kg

Temperatura sucha wymieszanego strumienia powietrza:

25,26321 ^oC

Dla wyznaczenia temperatury wilgotnej powietrza t_wm po zmieszaniu strumieni oblicza się:

• ciśnienie cząstkowe pary wodnej w powietrzu wylotowym p_pw

2896,05371 Pa

• temperaturę wilgotną powietrza t_wwm dla zmieszanych strumieni wyznacza się z równania:

t_wwm = 24,01870 ^oC

6.5.1 Obliczenie zdolności chłodniczej maszyny klimatyzacyjnej

Dla wyznaczenia zdolności chłodniczej MK wyznacza się różnicę entalpii powietrza przepływającego przez maszynę

4,66779 kJ/kg

Zdolność chłodniczą maszyny klimatyzacyjnej wyznacza się ze wzoru:

43,17255 kW

Po zastosowaniu chłodzenia temperatura na końcu ściany wynosi:

• temperatura sucha t_sw = 28,02869 ^oC

• temperatura wilgotna t_ww = 24,80807 ^oC

• Dobór maszyny klimatyzacyjnej.

W systemie klimatyzacyjnym użytym przy chłodzeniu wyrobisk korytarzowych zastosowano maszynę klimatyzacyjną firmy GFH o mocy 300 kW. Maszyna ta zdolna jest do chłodzenia wyrobisk przy pomocy pięciu chłodnic o mocy składowej 60 kW każda.

• Sposób odprowadzenia ciepła z MK i jego efektywność w założonych warunkach ruchowych.

Ciepło z maszyny klimatyzacyjnej odprowadzane jest za pomocą centralnego systemu klimatyzacyjnego z zastosowanymi ziębiarkami powietrza na dole kopalni z wyparną chłodnicą wody w prądzie zużytego powietrza. Schemat odprowadzania ciepła przedstawiony jest na rysunku.

Efektywność systemu:

• temperatura sucha na wypływie z chodnika nadścianowego wynosi

t_sw = 30,027186 ^oC

• temperatura sucha na początku przecznicy odprowadzającej prąd zużytego powietrza

t_s = 33,027186 ^oC

• strumień masy powietrza po zmieszaniu się prądów powietrza

m_sd = 74,1 kg/s

• entalpia powietrza na wypływie z chodnika nadścianowego wynosi

h₁ = 73,68 kJ/kg

• entalpia powietrza na początku przecznicy odprowadzającej prąd zużytego powietrza

h₂ = 78,71 kJ/kg

• różnica entalpii:

σh = 5,03 kJ/kg

• zdolność systemu:

Q = 372,59 kW

Ponieważ efektywność systemu odbioru ciepła ze studnią wyparną wody wynosi 372,59 kW, czyli więcej niż zdolność chłodnicza maszyny ( Q = 300 kW), system ten zdolny jest odebrać ciepło od maszyny klimatyzacyjnej.

Literatura:

• Wacławik J., Cygankiewicz J., Knechtel J. : Poradnik „ Warunki klimatyczne w kopalniach głębokich ”, PAN, Kraków 1995.

• Zwolan S., Czapiński A.:” Materiały pomocnicze do ćwiczeń”

38

---