Akademia Górniczo - Hutnicza

im. Stanisława Staszica

w Krakowie

Sprawozdanie z zajęć laboratoryjnych z aerologii górniczej

Wyznaczanie współczynnika oporu skupionego

Wykonał:

Marcin Wiącek

Wydział Górniczy

G i G rok III

gr. 2

LABORATORIUM Z AEROLOGII GÓRNICZEJ
Wiącek Marcin	Temat ćwiczenia: Wyznaczenie współczynnika oporu lokalnego (skupionego).	Data wykonania: 24.05.2009

W wyrobiskach oprócz strat występujących na całej długości mogą występować również straty lokalne związane ze zmianą przekroju lub kierunku przepływu oraz straty występujące przy przepływie przez dyfozory wentylatorów, zasuwy i tamy wentylacyjne.

Wielkości strat energii w odniesieniu do jednostki przepływu powietrza określa się wzorem:

lub w odniesieniu do jednostki objętości przepływającego powietrza:

gdzie:

- bezwymiarowy współczynnik, jest wskaźnikiem strat odniesionym do średniej prędkości poza przeszkodą. Jego wartość jest zależna od kształtu przeszkody, liczby Reynoldsa i chropowatości.

Celem ćwiczenia jest wyznaczenie współczynnika oporu skupionego
od prędkości przepływu powietrza, przy nagłym zwężaniu i rozszerzaniu przewodu o stałej średnicy.

Na stratę energii między dwoma przekrojami wpływać będzie:

• strata na oporze lokalnym

• strata na oporze rozłożonym

• zmiana energii kinetycznej

W celu obliczenia średniej prędkości powietrza w przekroju odcinka pomiarowego liczymy następująco:

gdzie:

Po uwzględnieniu różnic ciśnień zmierzonych w manometrach współczynnik oporu lokalnego będzie określony zależnością:

Zestawienie wyników pomiaru:

Zmierzone parametry na stanowisku:

Temperatura sucha

Temperatura wilgotna

Ciśnienie barometryczne

Gęstość

Lp	Wielkości zmierzone			Wielkości obliczone
		U1	U2	U3	Prędkość przepływu powietrza			Współczynnik oporu skupionego
1.	de=10mm
1.1	5787,90	5768,28	245,25	12,891648	5,729048	0,2222	177,81
1.2	5052,15	4728,42	196,20	11,530640	5,119604	0,2222	170,79
1.3	4228,11	4286,97	176,58	10,938926	4,856663	0,2222	187,05
1.4	3580,65	3580,65	147,15	9,9858278	4,433707	0,2222	184,92
1.5	2597,00	2501,55	117,72	8,9315959	3,965628	0,2222	155,32
2.	de=15mm
2.1	3708,18	3659,13	637,65	20,78715	9,229498	0,3333	43,02
2.2	3188,25	3158,82	559,17	19,46596	8,642887	0,3333	42,53
2.3	2717,37	2697,75	461,07	17,676137	7,848205	0,3333	44,14
2.4	2138,58	2128,77	372,78	15,893891	7,056887	0,3333	43,19
2.5	1569,60	1549,98	294,30	14,122093	6,270209	0,3333	39,51
3.	de=20mm
3.1	1500,93	1510,74	1098.72	27,286476	12,11519	0,4444	10,51
3.2	1334,16	1324,35	961,38	25,524161	11,33272	0,4444	10,39
3.3	1118,34	1089,91	833,85	23,771024	10,55433	0,4444	10,13
3.4	882,90	882,90	657,27	21,104537	9,370414	0,4444	10,20
3.5	657,27	657,27	480,69	18,048307	8,013448	0,4444	10,39
4.	de=25mm
4.1	716,13	725,94	1285,11	27,286476	12,11519	0,5556	5,08
4.2	647,46	647,46	1118,34	27,529027	12,22288	0,5556	4,39
4.3	549,36	529,74	941,76	25,262368	11,21649	0,5556	4,11
4.4	402,21	392,40	735,75	22,328989	9,914071	0,5556	3,95
4.5	313,92	304,11	549,36	19,294452	8,566736	0,5556	4,07
5.	de=30mm
5.1	333,54	313,92	1451,88	31,366734	13,92682	0,6667	1,54
5.2	294,30	274,68	1255,68	29,170470	12,95168	0,6667	1,54
5.3	245,25	215,82	1039,86	26,545528	11,78612	0,6667	1,36
5.4	186,39	166,77	814,23	23,489701	10,42942	0,6667	1,37
5.5	127,53	117,72	568,98	19,635973	8,718372	0,6667	1,44
6.	de=40mm
6.1	88,29	78,48	1491,12	31,787782	14,11377	0,8889	0,34
6.2	78,48	68,67	1255,68	29,170470	12,95168	0,8889	0,35
6.3	68,67	58,86	1030,05	26,420017	11,73048	0,8889	0,36
6.4	49,05	49.05	765,18	22,771191	10,11040	0,8889	0,48
6.5	39,24	39,24	568,98	19,635973	8,718372	0,8889	0,52
7.	de=45mm
7.1	78,48	58,86	1491,12	31,787782	14,11377	1	0,19
7.2	49,05	39,24	1294,92	29,622752	13,15250	1	0,17
7.3	49,05	39,24	1098,72	27,286476	12,11519	1	0,20
7.4	39,24	39,24	784,80	23,061281	10,23920	1	0,37
7.5	29,43	19,62	725,94	22,179630	9,847755	1	0,10

Wykresy:

1. wykresy zależności ξ = f (v):

Wnioski:

W ćwiczeniu tym zostało pokazane (zarówno w tabeli jak i na wykresach), jak zmienia się współczynnik oporu skupionego w zależności od średnicy przewodu przez który płynie oraz od prędkości powietrza, także dla każdego z przewodów. Od razu widoczny jest fakt, że wraz ze zwiększającą się średnicą przewodu współczynnik ξ dosyć gwałtownie maleje. Wynika to z tego, że wspomniany współczynnik zależy od ciśnienia przed i za oporem, które z kolei zależy od średnicy przewodu (przy jednakowej prędkości). Współczynnik ξ rośnie natomiast gdy maleje prędkość przepływu powietrza

---