wyznaczenie rozplywu, Politechnika WGGiG, Z ROZNYCH STRON, Wentylacja


0x08 graphic

Wydział Górniczy

III Projekt z Wentylacji Kopalń - Pożary podziemne

Wyznaczenie rozpływu wymuszonego

w pasywnych sieciahc wnetylacyjnych

metodą sałustowicza

Rok IV, EOiP Prowadzący:

Rok akademicki 1999/2000 dr Barbara Madeja Strumińska

Wykonał:

Marcin Szlązak

  1. Wyznaczenie strumieni objętości powietrza niezbędnego do przewietrzenia rejonu wentylacyjnego lub komory funkcyjnej.

  1. ze względu na wydobycie:

0x01 graphic
[m3/s]

gdzie: W - wydobycie dobowe pochodzące z danego rejonu, Mg/dobę

kw - współczynnik określający najmniejszy strumień powietrza, przypadający na tonę średniego wydobycia; (tabela XXXIII.3. „Wentylacji Kopalń” Nędza, Rosiek)

Rejon

W

H

kw

Vw

1

800

870

0,014

11,20

2

950

720

0,012

11,40

3

1600

720

0,009

14,40

4

1740

720

0,008

13,92

5

450

720

0,017

7,65

6

500

720

0,020

10,00

  1. ze względu na zagrożenie gazowe

0x01 graphic
[m3/s]

gdzie: Fp - ilość spalanego paliwa kg/h

ρ - gęstość powietrza Mg/m3

q - niezbędna ilość powietrza potrzebna do spalenia 1 kg paliwa kg/kg

λn - współczynnik nadmiaru powietrza

0x01 graphic
[m3/s]

Rejon

Fp

Vsp

1

15,2

18,24

2

15,2

18,24

3

19,8

23,76

4

19,8

23,76

5

6,4

7,68

6

6,4

7,68

  1. ze względu na MW

0x01 graphic
[m3/s]

gdzie: MMW - masa odpalanego MW kg

MMW = kMW ⋅ W; kMW = 0,15

k - współczynnik ucieczek powietrza

m - procentowy rozchód MW w okresie najintensywniejszego strzelania

b - ilość gazów toksycznych wytwarzanych przez MW

τ - czas przewietrzania przodka po robotach strzelniczych

Rejon

W

kMW

VMW

1

800

120,0

0,33

2

950

142,5

0,40

3

1600

240,0

0,67

4

1740

261,0

0,73

5

450

67,5

0,19

6

500

75,0

0,21

Rejon

Vw

Vsp

VMW

Vmax

1

11,20

18,24

0,33

18,24

2

11,40

18,24

0,40

18,24

3

14,40

23,76

0,67

23,76

4

13,92

23,76

0,73

23,76

5

7,65

7,68

0,19

7,68

6

10,00

7,68

0,21

10,00

101,68

Sumaryczny strumień powietrza niezbędny do przewietrzania wszystkich rejonów kopalni wynosi:

0x01 graphic
m3/s

  1. strumienie objętości powietrza w komorach

Wstępne określenie strumienia objętości powietrza:

0x01 graphic

gdzie: A - pole powierzchni przekroju poprzecznego komory [m2]

Strumień objętości powietrza ze względu na pięciokrotną wymianę powietrza w ciągu godziny:

0x01 graphic

gdzie: V - objętość komory m3,

Komora

A

Długość

V

V1

V2

Vmax

KP

30

50

1500

2,46

2,08

2,46

KMC

30

100

3000

2,46

4,17

4,17

KMW

10

40

400

1,42

0,56

1,42

Zajezdnia

25

80

2000

2,25

2,78

2,78

Warsztaty

30

70

2100

2,46

2,92

2,92

13,75

Ilość powietrza dopływająca do kopalni wynosi:

0x01 graphic

kri - liczba ujmująca straty powietrza w i-tym rejonie wentylacyjnym

kri = 1,2 dla eksploatacji systemem ścianowym z zawałem stropu lub podsadzką hydrauliczną

kg - liczba ujmująca straty powietrza w grupowych drogach powietrza świeżego

kg = kp + ko + ks + 1

ko - liczba ujmująca straty powietrza w zależności od liczby projektowanych poziomów wydobywczych (ko = 0,2) liczba rejonów >5<10

kp - liczba ujmująca straty powietrza w zależności od liczby projektowanych poziomów wydobywczych (kp = 0,1) dwa poziomy wydobywcze

ks - liczba ujmująca straty powietrza w zależności od rozmieszczenia szybów wdechowych i wydechowych (ks = 0,15 przy mieszanym rozmieszczeniu szybów)

kg = 0,1 + 0,2 + 0,15 + 1 = 1,45

Vcs = (101,68 ⋅ 1,2 + 13,75) ⋅ 1,45

Vcs = 196,86 [m3/s]

  1. straty wewnętrzne

Straty wewnętrzne obliczono korzystając z następującego wzoru:

0x01 graphic

Straty grupowe i rejonowe są znajdują się na załączonym rysunku.

  1. straty zewnętrzne

straty zewnętrzne - 15 [%]

0x01 graphic

0x01 graphic
102,2 [m3/s]; 0x01 graphic
129,4 [m3/s]

  1. Wyznaczenie objętości powietrza i oporów we wszystkich bocznicach sieci.

Opór 100 - metrowego odcinka szybów o przekroju kołowym w obudowie murowej lub betonowej z pełnym wyposażeniem obliczono ze wzoru:

0x01 graphic

Opór 100 - metrowego odcinka wyrobisk otorkretowanych w obudowie kotwiowej obliczono ze wzoru:

0x01 graphic

Opór 100 - metrowego odcinka wyrobisk nieotorkretowanych w obudowie kotwiowej obliczono ze wzoru:

0x01 graphic

Opór w poszczególnych bocznicach wyznaczono na podstawie wzoru:

0x01 graphic

Wyniki obliczeń znajdują się w załączonej tabeli nr1.

  1. wyznaczenie niezależnych zewnętrznych oczek sieci. dyssypacja energii w bocznicach oraz dyssypacji w poszczególnych oczkach.

0x01 graphic

Obliczenia dyssypacji energii znajdują się w załączonej tabeli nr 2.

OCZKO I

1-2-6-20-21-22-23-25

OCZKO II

1-2-6-7-9-19-20-21-22-23-25

OCZKO III

1-2-6-7-9-19-21-22-23-25

OCZKO IV

1-2-6-7-9-10-22-23-25

OCZKO V

1-2-6-7-8-12-13-14-15-16-18

OCZKO VI

1-2-6-7-9-10-11-14-15-16-18

OCZKO VII

1-2-6-7-9-10-11-13-14-15-16-18

OCZKO VIII

1-2-6-8-12-13-14-15-16-18

OCZKO IX

1-2-3-12-13-14-15-16-18

OCZKO X

1-2-3-4-A-5-15-16-18

OCZKO XI

1-2-3-4-B-5-15-16-18

[J/m3]

W - 1

W - 2

lf max

2839,2

3669,3

lf min

2567,3

3208,3

lf śr

2703,27

3438,77

lf poś

2790,0

3516,8

  1. regulacja metodą sałustowicza.

Regulacja dodatnia

0x01 graphic
; 0x01 graphic

gdzie: lm - dyssypacja energii w tamie

ltg - spiętrzenie wentylatora głównego

lf - dyssypacja energii w oczku

Rm - opór tamy

0x01 graphic
- strumień powietrza w bocznicy

Rf - opór powietrza w bocznicy

Nr oczka

I

II

III

IV

V

VI

VII

VIII

IX

X

XI

Nr wentylatora

W-1

W-2

ltg [Pa] spiętrz wentylatora głównego

2839,23

3669,29

lm [J/m3] dyssypacji energii w tamie

271,9

48,1

49,3

0,0

152,5

19,1

0,0

290,0

400,1

461,0

456,4

Rm [Ns2/m8] opór tamy

35,2

0,5

0,8

0,0

17,9

0,0

0,0

143,8

23,0

76,2

1,4

V [m3/s]

2,78

10

7,68

23,76

2,92

23,76

18,24

1,42

4,17

2,46

18,24

Regulacja ujemna

0x01 graphic

gdzie: ltp - spiętrzenie wentylatora pomocniczego

Nr oczka

I

II

III

IV

V

VI

VII

VIII

IX

X

XI

Nr wentylatora

W-1

W-2

ltg [Pa] spiętrz wentylatora głównego

2567,30

3208,25

ltp [Pa] spiętrz wentylatora pomocniczego

0,0

223,9

222,7

271,9

949,5

1082,9

1102,0

812,0

701,9

640,9

645,6

Wydajność wentylatora pomocniczego V

2,78

10,00

7,68

23,76

2,92

23,76

18,24

1,42

4,17

2,46

18,24

Regulacja mieszana

Nr oczka

I

II

III

IV

V

VI

VII

VIII

IX

X

XI

Nr wentylatora

W-1

W-2

ltg [Pa] spiętrz went. gł.

2789,96

3516,79

ltp [Pa] spiętrz went. pomocniczego

---

1,2

0,0

49,3

0,0

133,4

152,5

---

---

---

---

Wydajność wentylatora pomocniczego V

2,78

10,00

7,68

23,76

2,92

23,76

18,24

1,42

4,17

2,46

18,24

Rm [Ns2/m8] opór tamy

28,8

---

0,0

---

0,0

---

---

68,2

14,2

51,0

0,9

lm [J/m3] dysyp. energii w tamie

222,7

---

0,0

---

0,0

---

---

137,5

247,6

308,5

303,9

V [m3/s]

2,78

10,00

7,68

23,76

2,92

23,76

18,24

1,42

4,17

2,46

18,24

  1. Wyznaczenie potecjału oraz schematu potencjalnego wraz z jego analizą dla regulacji dodatniej.

Dla tamy : 0x01 graphic

Dla wentylatora : 0x01 graphic

Potencjał : 0x01 graphic

gdzie:

lf - dyssypacja w bocznicy

lm - dyssypacja na tamie

ltp - spiętrzenie wentylatora pomocniczego

0x01 graphic
- spadek potencjału w bocznicy

0x01 graphic
- potencjał na dopływie do bocznicy

0x01 graphic
- potencjał na wypływie z bocznicy

Dla regulacji dodatniej:

Bocznica

lf [J/m3]

lm [J/m3]

dF [J/m3]

Węzeł

F [J/m3]

1

0

1-2

821,73

821,73

2

-821,73

2-3

15,44

15,437

3

-837,16

3-12

0,48

400,11

400,587

12

-1237,75

3-4

11,25

11,253

4

-848,42

4-A-5

0,26

461,04

461,30

5

-1309,72

4-B-5

4,94

456,36

461,301

5

-1309,72

5-15

33,65

33,655

15

-1343,37

2-6

125,54

125,543

6

-947,27

6-7

137,65

137,652

7

-1084,92

6-8

0,34

289,97

290,31

8

-1237,58

6-20

0,41

271,93

272,340

20

-1219,61

7-8

0,16

152,50

152,66

8

-1237,58

7-9

81,89

81,887

9

-1166,81

9-10

49,20

49,197

10

-1216,01

9-19

4,23

4,231

19

-1171,04

19-20

0,52

48,05

48,570

20

-1219,61

19-21

0,69

49,27

49,957

21

-1221,00

20-21

1,39

1,386

21

-1221,00

21-22

4,23

4,235

22

-1225,23

10-22

9,23

0,00

9,226

22

-1225,23

22-23

1409,35

1409,354

23

-2634,59

23-25

204,65

204,648

25

-2839,23

10-11

20,23

20,230

11

-1236,24

11-13

2,38

0,00

2,384

13

-1238,62

11-14

7,45

19,07

26,517

14

-1262,75

8-12

0,17

0,169

12

-1237,75

12-13

0,87

0,867

13

-1238,62

13-14

24,13

24,134

14

-1262,75

14-15

80,62

80,620

15

-1343,37

15-16

2259,37

2259,368

16

-3602,74

16-18

66,547

66,547

18

-3669,29

  1. Dobór stacji wentylatorów głównych dla najtrudniejszego oczka krytycznego.

1. Dobór wentylatora głównego W-1 w szybie wentylacyjnym

WARIANT DYSSYPACYJNY

Δpc = 2893,23 [Pa]

0x01 graphic
W-1 = 102,2 [m3/s]

0x01 graphic

0x01 graphic
290,17 [kW]

0x01 graphic

0x01 graphic
0,27 [Ns2/m8]

0x01 graphic

Ae = 2,28 [m2]

Wstępnie dobieram wentylator typu WPG-200/1,4.

Warunki stabilności:

warunek kumulacyjny

0x01 graphic

2893,23 [N/m2] 0x01 graphic
= 4050 [N/m2]

warunek dyssypacyjny

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic
0,43 [Ns2/m8]

K = 1,2

0,27 0x01 graphic
0,36

warunek ekonomiczności:

0x01 graphic

0x01 graphic

80 [%] 0x01 graphic
70,4 [%]

Wszystkie warunki są spełnione.

2. Dobór wentylatora głównego W-2 w szybie wentylacyjnym

WARIANT DYSSYPACYJNY

Δpc = 3669,29 [Pa]

0x01 graphic
W-1 = 129,4 [m3/s]

0x01 graphic

0x01 graphic
474,81 [kW]

0x01 graphic

0x01 graphic
0,22 [Ns2/m8]

0x01 graphic

Ae = 2,54 [m2]

Wstępnie dobieram wentylator typu WPG-240/1,4.

Warunki stabilności:

warunek kumulacyjny

0x01 graphic

3669,29 [N/m2] 0x01 graphic
= 4050 [N/m2]

warunek dyssypacyjny

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic
0,27 [Ns2/m8]

K = 1,2

0,22 0x01 graphic
0,22

warunek ekonomiczności:

0x01 graphic

0x01 graphic

87 [%] 0x01 graphic
70,4 [%]

Wszystkie warunki są spełnione.

  1. Analiza bezpieczeństwa sieci wentylacyjnej.

  1. Stabilność kierunków przepływu.

0x01 graphic

gdzie: lfλβ - dyssypacja energii w bocznicy β oczka zewnętrznego λ sieci aktywnej, J/m3

lfλ - suma dyssypacji energii we wszystkich bocznicach β oczka zewnętrznego λ sieci aktywnej, J/m3

0x01 graphic
- stabilność zadowalająca

Wyniki znajdują się w załączonej tabeli.

  1. Racjonalność systemów przewietrzania.

0x01 graphic

gdzie: lfλβ - dyssypacja energii w bocznicy β oczka zewnętrznego λ sieci aktywnej, J/m3

lfλ - suma dyssypacji energii we wszystkich bocznicach β oczka zewnętrznego λ sieci aktywnej, J/m3

0x01 graphic
- system racjonalny

Wyniki znajdują się w załączonej tabeli.

  1. Bezpieczeństwo współpracy kilku wentylatorów.

0x01 graphic

gdzie: l'fλβ - wielkość spadku naporu na drodze od szybu wdechowego do najdalej wysuniętego węzła na schemacie potencjalnym, w którym rozgałęzia się prąd grupowy powietrza świeżego, J/m3

Δpc'min- wielkość spiętrzenia wentylatora o mniejszej depresji dla danej pary wentylatorów, J/m3

0x01 graphic
- bezpieczeństwo zapewnione

Ostatnim węzłem w którym rozdziela się prąd świeżego powietrza jest węzeł 10.

0x01 graphic
= 0,43 < 0,67

Warunek spełniony.



Wyszukiwarka