AEROLOGIA GÓRNICZA
Ćwiczenie nr 3 Zdejmowanie charakterystyki wentylatora
Kierunek TPEZ		Grupa I	Marcin Filipczuk Michał Jawiarczyk	Ocena

WPROWADZENIE

Charakterystyka wentylatora wyraża zależność między spiętrzeniem całkowitym Δp_C, mocą N oraz sprawnością η, a wydajnością Q wentylatora, przy czym jako wydajność przyjmuje się objętościowe natężenie przepływu powietrza o gęstości ρ= 1.20 kg/m³ przepływającego przez płaszczyznę wlotu lub wylotu wentylatora.

Zdejmowanie charakterystyki wentylatora przeprowadza się zgodnie z normą PN-70/G-04161-„Wentylatory kopalniane główne. Badania podstawowych parametrów pracy”.

Przy zdejmowaniu indywidualnej charakterystyki głównego, do zmiany jego parametrów pracy, wykorzystuje się zasuwę w kanale wentylacyjnym. Pomiary wykonuję się przy kilku położeniach zasuwy.

Przy każdym położeniu zasuwy wyznacza się:

• spiętrzenie statyczne (Δp_st) i całkowite (Δp_c) za pomocą rurki Prandtla,

• średnie prędkości przepływu powietrza u wylotu dyfuzora za pomocą anemometru,

• temperaturę powietrza suchą i wilgotną,

• ciśnienie powietrza,

• moc elektryczną.

Zadaniem wentylatora przekazanie powietrzu energii wystarczającej na pokonanie oporów ruchu w przewodzie oraz nadanie powietrzu odpowiedniej energii kinematycznej.

Wentylator może współpracować z przewodem w następujący sposób:

1. przez zasysanie powietrza z sieci położonej w całości po stronie wentylatora,(przewietrzanie ssące)

2. przez doprowadzenie powietrza do sieci znajdującej się po stronie tłoczącej wentylatora,(przewietrzanie tłoczące)

3. przez zasysanie powietrza z jednego elementu sieci i tłoczenie do kolejnego elementu(przewietrzanie ssąco-tłoczące).

W przypadku przewietrzania ssącego powietrze wpływa do kopalni z atmosfery zewnętrznej i w punkcie końcowym(przed wentylatorem) ma prędkość ν_s,

Wobec tego spiętrzenie całkowite wynosi:

[N/m²]

A spiętrzenie dynamiczne:

[N/m²]

Moc użyteczną wentylatora obliczamy ze wzoru:

N_u= Q* Δp_c [W]

Straty wynikające z oporów ruchu przy przejściu powietrza przez wentylator oraz oporów mechanicznych silnika i wentylatora charakteryzuje współczynnik sprawności.

Sprawność η urządzenia wentylacyjnego, obejmującego silnik i wentylator, oblicza się wg wzoru:

[%]

W czasie zdejmowania charakterystyki wentylatorów głównego przewietrzania należy określić tzw. wskaźnik rewersywności, który dany jest wzorem:

Ponadto do wykonania pozostałych obliczeń wykorzystujemy wzory:

• Do obliczenia wydatku objętościowego powietrza

Q=2.227 * 10^-4 * v_rz [m³/s]

• do obliczenia prędkości średniej w kanale wentylacyjnym

[m/s]

PRZEBIEG ĆWICZENIA

Zdejmowanie charakterystyki wentylatora wykonano na modelu kanału wentylacyjnego.

Kanał wentylacyjny umożliwia wykonanie charakterystyki przy stałej liczbie obrotów:

• pojedynczego wentylatora w układzie ssącym,

• współpracy szeregowej i równoległej wentylatorów w układzie ssącym,

• pracy pojedynczego

• wentylatora w układzie tłoczącym,

• współpracy szeregowej wentylatorów w układzie tłoczącym.

W ćwiczeniu wykonano charakterystykę przy stałych obrotach ustalonych pojedynczego wentylatora w układzie ssącym i wykonano pomiary przy pięciu położeniach zasuwy Z umieszczonej w kanale wentylacyjnym K_w.

ZESTAWIENIE WYNIKÓW POMIAROWYCH I OBLICZENIOWYCH.

Temperatura sucha t_s=25,8 [^oC]

Temperatura wilgotna t_w=19,6 [^oC]

Ciśnienie barometryczne p=1008,6[hPa}

Gęstość powietrza ρ=1,172 [kg/m3]

Lp.	Wielkości zmierzone				Wielkości obliczone
		Prędkość powietrza [m/min]		Δpst [N/m^2]	N [W]	Q [m^3/s]		vs [m/s]		Δpd [N/m^2]		Δpc [N/m^2]	Nu [W]		η [%]
		Zmierzona Vp	Z wykresu Vrz
KANAŁ 1 70 [V]
1. 2. 3. 4. 5.	23 33 36 43 48	11,67 18,37 20,04 22,54 25	1098,7 902,5 706,3 510,1 313,9	34 34 34 34 34	4,33*10^-5 6,81*10^-5 7,43*10^-5 8,36*10^-5 9,27*10^-5	19,48 30,67 33,46 37,64 41,75		309,99 638,15 759,45 1083,51 1350,14		876,34 351,28 -53,15 -573,41 -1036,24		0,037 0,023 0,0039 0,047 0,096		0,00108 0,00047 -0,0001 -0,0013 -0,0028
KANAŁ 1 90 [V]
1. 2. 3. 4. 5.	26 30 36 45 51	13,36 15,03 18,37 22,54 26,72	1962 1765,8 1569,6 1373,4 1177,2	55 55 55 55 55	4,95*10^-5 5,57*10^-5 6,81*10^-5 8,36*10^-5 9,91*10^-5	22,31 25,1 30,67 37,64 44,62		396,13 527,4 759,45 1186,65 1524,186		1670,32 1399,55 1018,37 540,33 10,50		0,082 0,0770,069 0,045 0,001	0,0014 0,0014 0,0012 0,00081 0,0

WNIOSKI

Uzyskane wyniki nie odpowiadają w pełni charakterystyce teoretycznej z tego powodu, że przekrój modelu kanału wentylacyjnego jest niewielki a długość zbyt mała, co umożliwiało powstawanie wirów i innych zjawisk (np. nieszczelności) niekorzystnie wpływających na otrzymane wyniki w przeprowadzonym doświadczeniu, jak również niskich wartości. sprawności wentylatora

---