Rok 3 GiG gr.1/2 kurs A	Aerologia górnicza	Dariusz Fedde Radosław Ferenc
Data wykon 30.06 2008 Data oddan.	Wyznaczanie współczynnika szczelności lutniociągu	Ocena:

• Wstęp teoretyczny

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z problemem przewietrzania wyrobisk ślepych w kopalniach podziemnych. Wyrobiska ślepe, w trakcie drążenia, przewietrzane są za pomocą lutniociągu i wentylatora wymuszającego przepływ powietrza. Zadaniem tejże instalacji jest doprowadzenie do przodka drążonego wyrobiska wystarczającej ilości powietrza. Ilość powietrza dostarczanego przez lutniociąg, powinna zapewnić rozrzedzenie i wymieszanie gazów wydzielających się ze skał, oraz gazów postrzałowych, do koncentracji nie stwarzającej zagrożenia, jak również zapewnić utrzymanie w wyrobisku właściwych warunków klimatycznych. W każdym lutniociągu, niezależnie od rozwiązania, występują straty powietrza, wskutek jego przepływu przez nieszczelności, połączeń poszczególnych segmentów lutni.

Przy dodatniej różnicy ciśnień w lutniociągu p i wyrobisku p₀ (p - p₀ > 0) powietrze wypływa przez nieszczelności do wyrobiska, a przy różnicy ujemnej (p - p₀ < 0) powietrze dopływa z wyrobiska do lutniociągu. W obu przypadkach ilość powietrza przepływająca przez wentylator Q_w musi być sumą wymaganej ilości powietrza w przodku Q_o i ilości Q_s , przepływającej przez nieszczelności na całej długości lutniociągu.

Istnieje wiele metod umożliwiających określenie wielkości strat powietrza w lutniociągach. Jednym z istotnych czynników decydujących o wielkości strat powietrza jest szczelność lutniociągu charakteryzowana współczynnikiem szczelności lutnociągu „ k”.

PRZEBIEG ĆWICZENIA :

Do wyznaczenia współczynnika szczelności przewodu nieszczelnego należy wyznaczyć następujące wielkości:

1. Dla zadanej wydajności wentylatora wykonać pomiary ciśnienia dynamicznego i statycznego na odcinakach pomiarowych P₀ i P₁ przy podłączeniu tylko pierwszego odcinka.

2. Następnie dołączyć odcinek 2 i ponownie dokonać pomiaru ciśnienia dynamicznego i statycznego na odcinkach pomiarowych P₀, P₁ i P₂.

3. Pomiary powtórzyć przy podłączeniu odcinka nr 3 i odcinka nr 4.

2. Wzory

Wielkość współczynnika szczelności k wylicza się na podstawie pomierzonych wielkości wydatku wentylatora Q_w i ilości powietrza dopływającego do przodka Q_o. Wówczas wielkość względnego współczynnik strat wynosi:

Dla danej wartości p z bezwymiarowego wykresu (znajduje się w skrypcie) odczytuje się odpowiednio wartość:

stąd wylicza się K:

gdzie:

r - opór jednostkowy lutnociągu,

L - długość lutnociągu, [m]

Dane :

t_s=21,9 [°C]

t_w=17,5 [°C]

p=997 [hPa]

1. ρ - gęstość powietrza

ρ=1,16 [kg/m^3]

T_m=273+17,5=290,5

p - ciśnienie barometryczne

p_w - prężność pary wodnej

=2384,2445 [N/m^2]

p_wn
604 · 10

=2385,5272 [N/m^2]

2. Średnia prędkość przepływu powietrza ze wzoru:

[m/s]

3. Wydatku objętościowego przepływu powietrza ze wzoru:

[m³/s]

4. Ciśnienia w punkcie pomiarowym :

5. Współczynnik strat powietrza w przewodzie nieszczelnym ze wzoru:

3. Obliczenia

lp	wielkość wymiar	odcinek pomiaru	odcinek przewodu
						p1 - p0	p2 - p0	p3 - p0	p4 - p0
		1	Ciśnienie dynamiczne	p0	1079,1	1079,1	1079,1	1079,1
				p1	343,35	0	0	0
			pd [^N/m^2]	p2		171,675	0	0
				p3			117,72	0
				p4				112,815
2	Ciśnienie statyczne	p0	2060,1	2060,1	2060,1	2060,1
				p1	760,275	0	0	0
			pst [^N/m^2]	p2		431,64	0	0
				p3			156,96	0
				p4				49,05
lp	wielkość wymiar	odcinek pomiaru	odcinek przewodu
						p1 - p0	p2 - p0	p3 - p0	p4 - p0
		1	Prędkość średnia	p0	35,1742	35,1742	35,1742	35,1742
				p1	19,84092	0	0	0
			vśr [^m/s]	p2		14,02965	0	0
				p3			11,61765	0
				p4				11,37304
2	Wydatek przepływu powietrza	p0	0,033841	0,033841	0,033841	0,033841
				p1	0,019089	0	0	0
			Q [m^3/s]	p2		0,013498	0	0
				p3			0,011177	0
				p4				0,010942
3	Ciśnienie całkowite w przekroju	p0	3139,2	3139,2	3139,2	3139,2
				p1	1103,625	0	0	0
			pc [^N/m^2]	p2		603,315	0	0
				p3			274,68	0
				p4				161,865
4	Współczynnik strat powietrza p	p	0,564076	0,398862	0,330289	0,323335
			0	1	2	3	4
		a		0,75	1,2	1,35	1,4
		k	0,658	1,299038	0,929516	0,603738	0,414126

4. Wykres

5. WNIOSKI:

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.

W każdym lutniociągu, niezależnie od rozwiązania, występują straty powietrza, wskutek jego przepływu przez nieszczelności, połączeń poszczególnych segmentów lutni.

Ważne jest by te straty były jak najmniejsze gdyż właściwa praca lutniociągu zapewnia komfort pracy, właściwe warunki klimatyczne , minimalizuje możliwość nagromadzenia gazów a zarazem zwiększa bezpieczeństwo pracy- co jest najważniejsze.

---