Łukasz Herezy Wojciech Dusak GiG III, gr. I

Temat ćwiczenia: Wyznaczenie współczynnika szczelności lutnociągu

Data: 08.03.2004

Zadaniem instalacji lutnociągowej jest doprowadzanie do miejsca pracy odpowiedniej ilości powietrza. W każdym lutnociągu, niezależnie od stosowanego sposobu dostarczania powietrza występują straty powietrza w skutek jego przepływu przez nieszczelności, połączeń poszczególnych segmentów lutni.

Pomiary w laboratorium wykonane zostały na modelu lutnociągu, którego przewody posiadały przekroje o wiele mniejsze niż w rzeczywistych lutnociągach.

Wyniki pomiarów wykonanych na tym modelu umieszczone są w tabeli nr 1.

Tabela nr 1

lp	wymiar	odcinek	p1-p0	p2-p0	p3-p0	p4-p0
		p0	16,9	16,9	16,9	16,9
	dynamiczne	p1	32	40	35	35
1		p2		44	24	21
		p3			18	19
		p4				13
		p0	21	21	21	21
	statyczne	p1	25	29	42	45
2		p2		32	20	25
		p3			3	9
		p4				1

Do opracowania tych wyników posłużyliśmy się takimi zależnościami:

Średnia prędkość przepływu powietrza v_śr:

[m/s]

gdzie:

Δp_d - ciśnienie dynamiczne [Pa]

ρ - gęstość powietrza [kg/m³]

Wydatek objętościowy przepływu powietrza Q:

[m³/s]

Ciśnienie całkowite w punkcie pomiarowym Δp_c:

Δp_c = Δp_st+Δp_d [Pa]

Δp_st - ciśnienie statyczne [Pa]

współczynnik strat powietrza p:

gdzie:

Q_w - wydatek powietrza na odcinku pomiarowym p_o,

Q_o - wydatek powietrza na odcinku pomiarowym kolejno p₁, p₂, p₃, p₄.

Współczynnik szczelności k:

gdzie:

a - współczynnik odczytany z wykresu względnego współczynnika strat powietrza

L - długość lutnociągu

Po opracowaniu wyników otrzymaliśmy wartości, które umieściliśmy w tabeli nr 2 i 3.

Otrzymane wyniki przedstawiamy na wykresach . Widać z nich, że zmiana ciśnienia całkowitego przy tym układzie wentylatora maleje wraz ze wzrostem długości przewodu. Współczynnik szczelność k wzrasta w funkcji długości przewodu.

Tabela nr 2

lp	wymiar	odcinek	p1-p0	p2-p0	p3-p0	p4-p0
		p0	165,79	165,79	165,79	165,79
	dynamiczne	p1	56,51	70,63	61,80	61,80
1		p2		77,70	42,38	37,08
		p3			31,78	33,55
		p4				22,96
		p0	206,01	206,01	206,01	206,01
	statyczne	p1	110,36	128,02	185,41	198,65
2		p2		141,26	88,29	110,36
		p3			13,24	39,73
		p4				4,41

Tabela nr 3

lp	wymiar	odcinek	p1-p0	p2-p0	p3-p0	p4-p0
		p0	12,95	12,95	12,95	12,95
		p1	7,56	8,45	7,91	7,91
1	v śr	p2		8,86	6,55	6,12
		p3			5,67	5,83
		p4				4,82
		p0	0,012	0,012	0,012	0,012
		p1	0,007	0,008	0,008	0,008
2	Q	p2		0,009	0,006	0,006
		p3			0,005	0,006
		p4				0,005
		p0	371,80	371,80	371,80	371,80
		p1	166,87	198,65	247,21	260,46
3	Dpc	p2		218,96	130,67	147,44
		p3			45,03	73,28
		p4				27,37
		p0
		p1	0,58	0,65	0,61	0,61
4	p	p2		0,68	0,51	0,47
		p3			0,44	0,45
		p4				0,37
		p0
		p1	0,79	0,65	0,73	0,73
5	a	p2		0,60	0,93	1,02
		p3			1,09	1,06
		p4				1,26
		p0				0,000
		p1	0,03	0,01	0,01	0,003
6	k	p2		0,01	0,01	0,006
		p3			0,01	0,006
		p4				0,008
7	k średnie		0,03	0,01	0,01	0,01

Wykresy:

Wnioski:

Jak wynika z obliczeń i załączonych wykresów w wyniku nieszczelności lutniociągu zmieniają się parametry powietrza transportowanego tym lutniociągiem. Wraz z rosnącą długością lutniociągu spada nam ciśnienie, wzrasta współczynnik nieszczelności oraz spada wydatek. Spadek wydatku może być niebezpieczny w szczególności w kopalniach podziemnych gdzie używane są instalacje lutniociągowe do przewietrzania np. przodków drążonych chodników. Duży spadek na wylocie lutniociągu wydatku może spowodować brak powietrza potrzebnego do oddychania przez pracowników oraz niedostateczne rozrzedzenie gazów niebezpiecznych. Wyniki naszych pomiarów odzwierciedlają problem związany z nieszczelnością lutniociągu, jednak wyniki te są doświadczalne, potrzebne do uświadomienia nas o ważności tego zjawiska.

1

---