Zagadnienia i zadania do zaliczenia ćwiczeń laboratoryjnych 1/5 i 6

Zakres materiału do opanowania

Ćwiczenia nr 1, 5

1. Teoria potencjału izentropowego,

2. Wyznaczanie gęstości powietrza kopalnianego,

3. Metody pomiaru prędkości średniej powietrza w wyrobisku (rurociągu),

4. Pomiary parametrów takich jak:

• ciśnienie statyczne, bezwzględne powietrza,

• różnica ciśnień całkowitych w rurociągu (wyrobisku),

• różnica ciśnień statycznych w rurociągu (wyrobisku),

• różnica ciśnień statycznych na oporze miejscowym,

• temperatury na termometrach suchym i mokrym,

5. Przeliczanie jednostek

6. Znajomość podstawowych pojęć (i relacji między nimi) takich jak:

• potencjał powietrza,

• spadek potencjału powietrza,

• dyssypacja energii w wyrobisku (rurociągu),

• depresja naturalna generowana w wyrobisku nachylonym,

• dyssypacja energii w oporze miejscowym,

• opór właściwy, normalny i aerodynamiczny wyrobiska,

• współczynnik i liczba oporu,

• liczba oporu miejscowego.

Ćwiczenie nr 6

1. Rodzaje pożarów podziemnych.

2. Charakterystyka powstawania i przebiegu pożarów podziemnych.

3. Procesy samozagrzewania i samozapalenia węgla.

4. Metody oceny skłonności węgli do samozapalenia (szczególnie metody Maciejasza i Olpińskiego).

5. Pobieranie i przygotowanie prób węgla do badania samozapalności.

Przykładowe zadania

Ćwiczenie nr 1/5

1. Jednostkowy opór (właściwy) rurociągu (opór 1 m bieżącego rurociągu) wynosi r_f = 100 kg/m⁸. Ile będzie wynosiła różnica ciśnień całkowitych
   zmierzona w prostoosiowym, poziomym rurociągu o długości L = 5,0 m i średnicy D = 160 mm, jeśli płynie nim powietrze ze średnią prędkością w_m = 8 m/s. Gęstość średnia powietrza w bocznicy wynosi
   = 1,185 kg/m³. Jakie będzie wskazanie (w mm) mikromanometru kompensacyjnego MK-1 zastosowanego do pomiaru tej różnicy ciśnień całkowitych.

2. Ile będzie wynosił potencjał
   w węźle nr 1 na stanowisku w laboratorium, jeśli mamy dane:

= 1002 hPa,
= 125 m,
= 122 m,
= 1,1698 kg/m³,
= 1,1684 kg/m³, różnica ciśnienia statycznego zmierzona między atmosferą a powietrzem w węźle 1
= 150 Pa, Prędkość powietrza w bocznicy 0 - 1 wynosi
= 12 m/s., t_s = 24 °C

3. Podać definicję depresji naturalnej. Omówić na przykładach jakie czynniki ją wywołują. Uzasadnić jaki czynnik musi wystąpić, żeby pod wpływem czynników naturalnych nastąpił przepływ powietrza przez rurę (bocznicę)

4. Podać równanie na spadek całkowitego potencjału izentropowego. Które z elementów tego równania wyrażają straty energii, a które są źródłami energii. Jakiego typu źródła energii występują w tym równaniu.

5. Ile wynosi opór właściwy bocznicy 0 - 1 jeśli średnica rurociągu D = 160 mm. Pozostałe dane jak w pytaniu nr 2.

Ćwiczenie nr 6

1. Dokonać oceny skłonności węgla do samozapalenia zmodyfikowaną metodą Olpińskiego jeśli w oparciu o dane ze stanowiska pomiarowego wyznaczono następujące równania charakterystyk przyrostu temperatury (°C) pastylki w czasie

• dla temperatury pieca t_p = 190 °C; y = 0,0018x² + 0,3036x + 166,18

• dla temperatury pieca t_p = 237 °C; y = 0,0005x³ - 0,0239x² + 0,9931x + 199,15, przy czym czas x w obu równaniach należy podstawiać w sekundach.