Politechnika Wrocławska Wrocław, 12.02.1999r.
Wydział Górniczy
PROJEKT
Z KLIMATYZACJI KOPALŃ
Prognozowanie temperatury powietrza w wyrobiskach
górniczych metodami:
J. Wacławika - w szybie wdechowym,
J. Vossa - w wyrobiskach korytarzowych i
wyrobisku ścianowym.
Obliczenie zdolności chłodniczej MK i propozycja
rozwiązania klimatyzacji dla projektowanych wyrobisk.
3. Ocena warunków klimatycznych.
Rok akademicki: Wykonał:
1998/99 Dariusz Żurek
Rok V - GP.
1. Prognozowanie temperatury suchej powietrza na podszybiu.
Do obliczeń zastosowano metodę J. Wacławika.
Zgodnie z tą metodą temperatura sucha powietrza na podszybiu szybu wdechowego jest równa:
gdzie:
Tos -średnioroczna temperatura powietrza atmosferycznego: Tos = 7,8 °C,
- gradient geotermiczny, °C/m., przy czym:
- stopień geotermiczny:
=29 m/°C,
s - współrzędna bieżąca: s=950 m,
-współczynnik przewodzenia ciepła (dla piasków drobnoziarnistych):
= 4 W/(mK),
cp - ciepło właściwe powietrza przy stałym ciśnieniu, cp = cpa = 1005 J/(kg K),
g - przyspieszenie ziemskie, g = 9,80665 m/s2,
Ki - liczba Kirpiczewa charakteryzująca ochłodzenie się górotworu wyznaczana z nomogramów lub wzorów empirycznych jako funkcja liczb Fouriera i Biota, Ki=f (Fo, Bi),
jeżeli:
jeżeli:
gdzie:
Fo - liczba Fouriera dana wzorem:
=
gdzie:
- czas przewietrzania wyrobiska,
=365dni
,
- współczynnik wyrównywania temperatury, m2/s, równy:
=
m2/s
gdzie dla piaskowca drobnoziarnistego:
cs - pojemność cieplna: cs=961 J/(kg K),
- gęstość pozorna:
=2200 kg/m3,
-współczynnik przewodzenia:
= 3,4 W/(mK),
Bi - liczba Biota:
gdzie:
- współczynnik przejmowania ciepła z górotworu, W/(m2K),
=
- prędkość powietrza w szybie wdechowym:
=10 m/s,
- średnica szybu wdechowego:
=6m,
- promień szybu wdechowego:
=3 m,
-współczynnik przewodzenia skał:
= 3,4W/(mK),
Wiedząc, że
do obliczenia liczby Kirpiczewa Ki korzystam ze wzorów:
=
=
- bezwymiarowy strumień cieplny, wyznaczany z wzoru:
=
- strumień objętości powietrza:
=
m3/s,
- gęstość powietrza, kg/m3, liczona ze wzoru:
=
kg/m3 gdzie:
- ciśnienie statyczne bezwzględne powietrza w miejscu pomiaru prędkości, Pa,
które można wyznaczyć z przybliżonego wzoru:
=
Pa,
po - ciśnienie powietrza na zrębie szybu wdechowego, Tr,
H - głębokość szybu liczona od powierzchni ziemi:H=1050 m,
Ra- indywidualna stała gazowa powietrza suchego: Ra=287,04 J/(kg K),
TV - temperatura wirtualna powietrza, K,
=
,
Ts - temperatura sucha powietrza w miejscu pomiaru prędkości, K,
Ts = 273,15 + Ts(s)
Ts(s) - temperatura powietrza w przekroju wylotu szybu wdechowgo,°C,
x - stopień zawilżenia powietrza, kg/kg,
=
wilgotność względna:
ciśnienie statyczne bezwzględne powietrza :