Mikroklimat i pomiary jego parametrów w środowisku górniczym

1. WSTĘP:

Ćwiczenie przez nas wykonane pozwoliło na zapoznanie się czynnikami kształtującym mikroklimat w wyrobiskach górniczych wraz z ich oddziaływaniem i wpływem warunków cieplnych na organizm ludzki osób wykonujących tam pracę. Należało tu również porównać wyniki z obowiązującymi normami w tym zakresie, sposób pomiaru czynników kształtujących termiczny komfort pracy i ocenę tycz czynników.

Pomiary na stanowisku laboratoryjnym

- prędkość przepływu powietrza

- intensywność chłodzenia

- wilgotność

-ciśnienie dynamiczne

- prędkość powietrza na wylocie

Stanowisko pomiarowe

W doświadczeniu udział brały poniższe urządzenia :

- Anemometr skrzydełkowy – służący do pomiaru prędkości przepływu powietrza

- Manometr pochyły – służący do pomiaru ciśnienia

- Katatermometr –służący do pomiaru czasu intensywności chłodzenia, pod wpływem działania temperatury ,przepływu powietrza i jego wilgotności

- Psychrometr- służący do wyznaczenia wilgotności powietrza

- Rurka Pitota Prandtla

- Wentylatory

- Urządzenie do pomiaru czasu

1. WZORY WYKORZYSTANE W OBLICZENIACH :

1. Wzór na obliczenie intensywności chłodzenia

$$\text{Ks} = \frac{F}{\text{ts}}$$

Gdzie

F-stała katatometru wynosząca 0.016

ts- temperatura

1. Wzór na obliczenie prędkości przepływu powietrza przy wylocie

V=$\sqrt{\frac{2g*{P}_{d}}{g}}$

gdzie:

- ɣ to gęstość powietrza w warunkach normalnych ( ɣ=1,293 kg/m³; q=9,81 m/s² )

- Pd – ciśnienie dynamiczne

c) Wilgotność względną odczytujemy na podstawie różnicy psychometrycznej czyli różnicy temperatur katetometru suchego i mokrego

d) w ciśnieniu dynamicznym 1 mm H₂0 wynosi 9,81Pa

3. POMIARY:

1. Komora I - sucha, nieogrzewana

- Pomiar prędkości przepływu powietrza

V=30 m /min=0,5 m/s

-Pomiar wilgotności

Psychrometr mokry - 18,2°C

Psychrometr suchy - 28° C

-Wilgotność względna - 37%

- Pomiar intensywności chłodzenia katatermometrem suchym (stała katatermometru F=402 mcal/cm²)

Czas opadania słupka cieczy od 38⁰C do 35⁰C = 127,5 s

K_s=F/t_s

K_s=402/127,5= 3,15 K

- Pomiar intensywności chłodzenia katatermometrem mokrym (stała katatermometru F=402 mcal/cm²)

Czas opadania słupka cieczy od 38⁰C do 35⁰C = 62,2 s

K_m=F/tw

K_w=402/62,2=6,46 K

- pomiar ciśnienia dynamicznego

P_d= 16* 0,016=0,256 mmH₂0=2,5 Pa

-pomiar prędkości przepływu powietrza na wylocie

V=$\sqrt{\frac{2g*P_{d}}{g}}$

V=$\sqrt{\frac{2*9.81*2,5}{1,293}}$=6,2 m /s

1. Komora II - wilgotna, nieogrzewana

- pomiar prędkości przepływu powietrza

V=71m/min=1,18 m/s

-pomiar wilgotności

Psychrometr suchy - 27° C

Psychrometr mokry - 20° C

-Wilgotność względna - 52%

- Pomiar intensywności chłodzenia katatermometrem suchym (stała katatermometru Q=402mcal/ cm²)

Czas opadania słupka cieczy od 38⁰C do 35⁰C = 131,5 s

K_s=Q/t_s

K_s=402/131,5=3,06 K

- Pomiar intensywności chłodzenia katatermometrem mokrym (stała katatermometru Q=402)

Czas opadania słupka cieczy od 38⁰C do 35⁰C =61,3 s

K_w=Q/tw

K_w=402/61,3=6,56 K

- pomiar ciśnienia dynamicznego

P_d= 12* 0,016=0,192 mmH₂0=1,9 Pa

-pomiar prędkości przepływu powietrza na wylocie

V=$\sqrt{\frac{2g*P_{d}}{g}}$

V=$\sqrt{\frac{2*9,81*1,9}{1,293}}$ = 5,7 m/s

1. Komora III - wilgotna, ogrzewana

- pomiar prędkości przepływu powietrza

V=56 m /min=0,93 m/s

-pomiar wilgotności

Psychrometr suchy- 28°C

Psychrometr mokry - 21° C

-Wilgotność względna - 53%

- Pomiar intensywności chłodzenia katatermometrem suchym (stała katatermometru Q=402)

Czas opadania słupka cieczy od 38⁰C do 35⁰C = 110,5 s

K_s=Q/t_s

K_s=402/110,5=3,6 K

- Pomiar intensywności chłodzenia katatermometrem mokrym (stała katatermometru Q=402)

Czas opadania słupka cieczy od 38⁰C do 35⁰C = 45,6 s

K_w=Q/tw

K_w=402/45,6 =8,8 K

- pomiar ciśnienia dynamicznego

P_d= 42* 0,016=0,672 mmH₂0=6,6 Pa

-pomiar prędkości przepływu powietrza na wylocie

V=$\sqrt{\frac{2g*P_{d}}{g}}$

V=$\sqrt{\frac{2*9.81*6,6}{1,293}}$ = 10,0 m/s

1. Komora IV- ogrzewana, sucha

- pomiar prędkości przepływu powietrza

V=61 m/min=1 m/s

-pomiar wilgotności

Psychrometr suchy- 31,4° C

Psychrometr mokry - 20,2° C

-Wilgotność względna- 35%

- Pomiar intensywności chłodzenia katatermometrem suchym (stała katatermometru Q=402)

Czas opadania słupka cieczy od 38⁰C do 35⁰C = 152,3 s

K_s=Q/t_s

K_s=402/152,3 = 2,6 K

- Pomiar intensywności chłodzenia katatermometrem mokrym (stała katatermometru Q=402)

Czas opadania słupka cieczy od 38⁰C do 35⁰C = 45,1 s

K_w=Q/tw

K_w=402/45,1 = 8,9 K

- pomiar ciśnienia dynamicznego

P_d= 60* 0,016=0,96mmH₂0=9,4 Pa

-pomiar prędkości przepływu powietrza na wylocie

V=$\sqrt{\frac{2g*P_{d}}{g}}$

V=$\sqrt{\frac{2*9.81*9,4}{1,293}}$=11,9 m/s

4.WNIOSKI:

Przepisy dotyczące klimatu mówią że temperatura powietrza w miejscu pracy nie powinna przekraczać 28°C przy wykonywaniu pomiaru termometrem suchym, a intensywność chłodzenia nie powinna być mniejsza od 11 katastopni wilgotnych (K_w).

8 godzinny czas pracy jest wówczas, gdy temperatura powietrza nie przekracza 28°C na termometrze suchym, 6 godzinny czas pracy jest wtedy, gdy temperatura na termometrze suchym t_s > 28°C i t_s < 33°C. Zabronione jest praca powyżej temperatury na termometrze suchym  t_s > 33°C.

Komora I – sucha, nieogrzewana

Psychrometr suchy - 28° C

Warunki klimatyczne nie pozwalają na 8 godzinny czas pracy, zostaje on skrócony do 6 godzin.

Komora II – wilgotna, nieogrzewana

Psychrometr suchy - 27° C

Warunki klimatyczne dopuszczają 8 godzinny czas pracy.

Komora III – wilgotna, ogrzewana

Psychrometr suchy - 28°C

Warunki klimatyczne nie pozwalają na 8 godzinny czas pracy, zostaje on skrócony do 6 godzin.

Komora IV – ogrzewana, sucha

Psychrometr suchy - 31,4° C

Warunki klimatyczne nie pozwalają na 8 godzinny czas pracy, zostaje on skrócony do 6 godzin.