Wentylacja i pożary

Temat: Wyznaczanie współczynnika szczelności lutniociągu.

Biernat Anna

Chmiel Karolina

Hoder Mateusz

GIG III, grupa A

1. Wprowadzenie.

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z problemami przewietrzania wyrobisk ślepych w kopalniach. W trakcie drążenia wyrobiska ślepe przewietrzane są za pomocą lutniociągu i wentylatora wymuszającego w nim przepływ powietrza. Zadaniem instalacji lutniociągowej jest doprowadzenie do miejsca pracy. odpowiedniej ilości powietrza. Ilość ta powinna zapewnić rozrzedzenie i wymieszanie gazów wydzielających się ze skał oraz gazów do koncentracji nie stwarzającej zagrożenia, jak również zapewnić utrzymanie w wyrobisku właściwych warunków klimatycznych.

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

Przewietrzanie lutniociągami kombinowane.

Gdy chodzi o warunki pracy w przodku i usunięcie z niego szkodliwych gazów w możliwie najkrótszym czasie, wówczas należy zastosować przewietrzanie tłoczące. Jeżeli zaś chodzi o stworzenie możliwie najkorzystniejszych warunków w całym wyrobisku ślepym, to lepsze jest przewietrzanie ssące. W celu wykorzystania korzystnych stron obu sposobów przewietrzania stosuje się sposoby kombinowane.

Wentylację kombinowaną, tj. początkowo po odstrzeleniu w przodku ssącą, a następnie tłoczącą uzyskać można przez:

• zmianę kierunku obrotów wirnika wentylatorów osiowych,

• zastosowanie urządzenia rewersyjnego,

• zastosowanie dwóch wentylatorów oraz manewrowanie odpowiednimi zasuwami.

Rys.1. Schemat wentylacji ssącej wyrobiska ślepego.

Rys.2. Schemat wentylacji tłoczącej wyrobiska ślepego.

Rys.3. Schemat wentylacji kombinowanej wyrobiska ślepego.

1. Przebieg ćwiczenia.

W celu wyznaczenia współczynnika szczelności zwiększamy długość przewodu nieszczelnego. Przewód nieszczelny składa się z 4 elementów o jednakowej długości i średnicy oraz oporze jednostkowym.

Do wyznaczenia współczynnika szczelności przewodu nieszczelnego wyznaczyliśmy ciśnienie dynamiczne i statyczne na odcinkach pomiarowych P_0, P_1, P₂, P₃, P₄

Parametry powietrza na stanowisku:

1. Opracowanie wyników pomiaru.

Opracowanie wyników pomiaru polega na wyznaczeniu następujących wielkości:

1. gęstość powietrza na stanowisku pomiarowym.

$$= \frac{0,003484}{T_{s}}*\left( p - 0,3781*e \right)\lbrack\frac{\text{kg}}{m^{3}}\rbrack$$

1. średniej prędkości przepływu powietrza:

Gdzie:

∆p_d – ciśnienie dynamiczne [Pa]

ρ = 0,9 [kg/m³] – gęstość powietrza

1. wydatku objętościowego przepływu powietrza:

2. zmiana ciśnienia dynamicznego:

∆p_d = ρ_H2O ∙ g ∙ h

Gdzie:

h – wychylenie cieczy [m]

g = 9,81 m/s² – przyspieszenie ziemskie

ρ_H2O – gęstość wody 1000 kg/m³

∆p_d = ρ_Alk ∙ g ∙ l ∙n

Gdzie:

l – wychylenie cieczy [m]

g = 9,81 m/s² – przyspieszenie ziemskie

ρ_H2O = 900 kg/m³ – gęstość alkoholu 900

n = ½ - przełożenie

1. ciśnienia całkowitego w punkcie pomiarowym:

2. współczynnika strat powietrza w przewodzie nieszczelnym:

gdzie:

Q_w – wydatek powietrza na odcinku pomiarowym P_o

Q_o – wydatek powietrza na odcinku pomiarowym kolejno: P₁, P₂ P₃ P₄

1. współczynnika a – odczytany z wykresu.

2. współczynnika szczelności k

Gdzie:

k – współczynnik szczelności []

- opór jednostkowy lutniociągu

L – długość lutniociągu [m]

1. Obliczenia.

   1. $= \frac{0,003484}{295,25}*\left( 988,02 - 0,3781*1778,67 \right) = 1,17\ \lbrack\frac{\text{kg}}{m^{3}}\rbrack$

   4. ∆p_d = 1000 ∙ 9,81 ∙ 0,23=2256,3 [Pa]

∆p_d = 790∙ 9,81 ∙ 0,14∙0,5=1373,4 [Pa]

h.

L [m]	h [m]	Δpst [Pa]	l [m]	Δpd [Pa]	Δpc [Pa]	vśr [m/s]	Q [m3/s]	p	a	k
0	0,23	2256,3	0,14	1373,4	3629,7	49,26999	0,047403	-	-	-
1	0,17	1667,7	0,069	267,3716	1935,072	22,19562	0,021354	0,4505	0,93	0,1793
2	0,1	981	0,04	154,998	1135,998	17,0944	0,016447	0,34695	1,4	0,1171
3	0,035	343,35	0,028	108,4986	451,8486	14,43565	0,013889	0,29299	1,43	0,0658
4	0,01	98,1	0,023	89,12385	187,2239	13,15995	0,012661	0,26710	1,5	0,0459