Ćwiczenie laboratoryjne nr 2

Wyznaczanie strumienia objętości i strumienia masy powietrza w wyrobisku korytarzowym i w rurociągu

1. ZAKRES MATERIAŁU DO OPANOWANIA

1. metody pomiaru prędkości powietrza w wyrobiskach górniczych i lutniociągach (rurociągach),

2. przyrządy do pomiaru prędkości powietrza,

• podziały,

• zasada działania,

• cechowanie,

• krzywa cechowania,

3. wyznaczanie strumienia objętości powietrza,

4. wyznaczanie strumienia masy.

2. PRZEBIEG ĆWICZENIA

Część I

2.1. Wyznaczenie strumienia objętości i strumienia masy powietrza w wyrobisku korytarzowym

1. wyznaczyć pole przekroju poprzecznego korytarza metodą domiarów do ociosu w wybranym przekroju lub w przypadku przekrojów regularnych ze stosownych wzorów geometrycznych,

2. zmierzyć prędkość średnią powietrza w wytypowanym przekroju zadanymi przez prowadzącego ćwiczenia przyrządami metodą:

• trawersu ciągłego,

• trawersu punktowego,

3. zmierzyć temperatury suchą i wilgotną powietrza psychrometrem Assmana,

4. zmierzyć ciśnienie statyczne bezwzględne powietrza barometrem rtęciowym lub baroluksem,

5. obliczyć strumień objętości powietrza, strumień objętości powietrza sprowadzony do warunków normalnych oraz strumień masy powietrza w lutniociągu..

Część II

2.2. Wyznaczenie strumienia objętości i strumienia masy powietrza w rurociągu (rys. 1)

Wyznaczania strumieni objętości i masy powietrza dokonuje się na stanowisku przedstawionym na rys. 1. Średnica rurociągu w przekroju I wynosi 160 mm, natomiast w przekroju II - 292 mm.

Rys. 1. Stanowisko do wyznaczania strumieni powietrza w rurociągu

2.2.1. Metodą trawersu punktowego (przekrój II na rys. 1)

1. wyznaczyć pole przekroju poprzecznego rurociągu,

2. dokonać podziału przekroju na pola elementarne (równe), przy czym promień
   określający środki tych pól wyznacza się z zależności

(1)

gdzie:

R - promień rurociągu,

n - liczba pierścieni (pól elementarnych),

k - kolejny numer punktu pomiarowego na jednej z półosi rozpatrywanego przekroju; (liczbę pól elementarnych i wzdłuż jakich półosi prowadzić sondowanie rurociągu poda prowadzący ćwiczenia),

3. mierząc w środkach pól elementarnych ciśnienia dynamiczne wyznaczyć prędkość średnią powietrza w lutniociągu,

4. zmierzyć temperaturę suchą i wilgotną powietrza psychrometrem Assmanna,

5. zmierzyć ciśnienie statyczne, bezwzględne powietrza barometrem lub baroluksem,

6. obliczyć strumień objętości powietrza, strumień objętości powietrza sprowadzony do warunków normalnych oraz strumień masy powietrza w lutniociągu.

2.2.2. Metodą punktową (przekrój I na rys. 1)

1. wyznaczyć pole przekroju poprzecznego rurociągu,

2) mierząc wartość ciśnienia dynamicznego w środku rurociągu wyznaczyć prędkość średnią powietrza w lutniociągu, korzystając z nomogramu pokazanego na rys. 3,

3) obliczyć strumień objętości powietrza, strumień objętości powietrza sprowadzony do warunków normalnych oraz strumień masy powietrza w lutniociągu.

Część III

2.3. Cechowanie anemometrów (rys. 2)

Na stanowisku (rys. 2) dokonać cechowania anemometru skrzydełkowego, wykorzysty­wanego w pierwszej części ćwiczenia. W tym celu należy:

• posiłkując się rurką Prandtla i mikromanometrem z rurką pochyłą ustawić na stanowisku prędkość powietrza około 1 m/s oraz około 10 m/s i odczytać wskazania anemometru dla tych prędkości,

• wykreślić charakterystykę cechowania anemometru, zakładając że ma liniowy przebieg oraz sporządzić stosowny protokół legalizacyjny,

• znaleźć równanie analityczne krzywej cechowania,

• otrzymaną charakterystykę cechowania anemometru wykorzystać w pierwszej części ćwiczenia do wyznaczenia prędkości średniej powietrza w odrzwiach.

Rys. 2. Stanowisko do cechowania anemometrów

3. SPRAWOZDANIE

Powinno zawierać:

1. Wstęp teoretyczny

2. Dane techniczne stanowiska pomiarowego i jego schemat ideowy

3. Dane techniczne stosowanych przyrządów

4. Wyniki pomiarów

5. Tok obliczeń obejmujący wyznaczenie dla obu części ćwiczenia:

• gęstości powietrza,

• strumieni objętości powietrza
  i
  

• strumienia masy powietrza
  

6. Wnioski i dyskusję błędów

7. Charakterystykę cechowania anemometru w formie graficznej i analitycznej oraz protokół legalizacyjny,

8. Protokół z pomiarów (wyniki pomiarów powinny być prowadzone na oddzielnej kartce). Protokół powinien zawierać:

• listę osób realizujących ćwiczenie,

• wyniki pomiarów, ze wszystkich trzech części ćwiczenia, zatwierdzone przez prowadzącego.

Rys. 3. Nomogram do wyznaczania prędkości średniej w_m na podstawie punktowego pomiaru prędkości maksymalnej w osi przewodu kołowego

1. LITERATURA

[1] Nędza Z., Rosiek F.; Wentylacja kopalń, cz. I

[2] Roszczynialski W., Wacławik J.: Aerologia górnicza, skrypt AGH

[3] Roszczynialski W., Wacławik J.: Obliczenia i pomiary w aerologii górniczej, skrypt AGH, Kraków 1974

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

---