Zestaw V

1. Narysować schemat kanoniczny w którym występuje prąd zależny powietrza zużytego.

2. Wymienić znane rodzaje prądów powietrza, podać ich definicje oraz zaznaczyć te prądy powietrza na schemacie kanonicznym.

3. Omówić metodę „niezupełnie szczelnych tam” na przykładzie badania przekątności prądu przekątnego.

4. Narysuj dowolny schemat potencjalny charakteryzujący prawidłowe i nieprawidłowe działanie dwóch stacji wentylatorowych (bezpieczną współpracę stacji wentylatorowych pracujących w jednej sieci wentylacyjnej).

5. Jak uchylenie klapy szybowej (zmniejszenie oporu uszczelnienia zrębu szybu) wpływa na stabilność pracy wentylatora. Wyjaśnić to w oparciu o założoną (dowolną) charakterystykę spiętrzenia wentylatora.

6. Podaj równanie różniczkowe przepływu powietrza w szczelnej bocznicy, w której umieszczony jest wentylator i tama dławiąca.

7. Wyznaczyć graficznie otwór równoznaczny graniczny przy którym nie ma znaczenia rodzaj połączenia (szeregowe czy równoległe) dwóch wentylatorów o identycznych charakterystykach. Przypomina się, że kryterium wyboru rodzaju połączenia jest uzyskiwany strumień objętości powietrza. Im jest on większy tym lepiej.

8. Dla przyjętej charakterystyki wentylatora wyznaczyć graficznie zakres pracy stabilnej i ekonomicznej tego wentylatora. Określić na charakterystyce spiętrzenia zakres w którym wentylator może współpracować z siecią wentylacyjną stabilnie i ekonomicznie.

9. Narysować schemat potencjalny sieci pasywnej w oparciu o podany schemat kanoniczny (rys. P) i dyssypacje energii w bocznicach równe:
   = 350 J/m³,
   = 150 J/m³,
   = 100 J/m³,
   = 300 J/m³,
   = 150 J/m³,
   = 200 J/m³,
   = 100 J/m³,
   = 200 J/m³,
   = 50 J/m³,
   = 300 J/m³,
   = 100 J/m³,
   = 300 J/m³.
   Rys. P

10. Wyprowadzić zależność między strumieniami objętości a otworami równoznacznymi dla dwóch bocznic połączonych równolegle.

11. Jak się wyznacza otwory równoznaczne bocznicy wentylacyjnej i całej kopalni. Zilustrować to stosownymi przykładami. Podać definicje tych otworów.

12. Wyznaczyć liczbę oporu miejscowego zlokalizowanego w bocznicy sieci wentylacyjnej między węzłami 4 i 5 jeśli mamy dane:

• potencjał w węźle 5
  = - 700 J/m³,

• potencjał w węźle 4
  = - 300 J/m³,

• pole przekroju wyrobiska A = 10 m²,

• strumień objętości powietrza w tej bocznicy
  = 240 m³/min.

Uwaga: przy obliczeniach nie uwzględniać dyssypacji energii w bocznicy)

13. Wyznaczyć opór wypadkowy połączenia równoległego dwóch bocznic
    jeśli mamy dane:

• otwór równoznaczny bocznicy nr 1 (rys. R)
  = 1 m²,

• dla bocznicy 2 mamy dane:

• współczynnik oporu wyrobiska
  = 0,015 Ns²/m⁴,

• długość wyrobiska L = 500 m,

• wyrobisko ma przekrój prostokątny 3 × 4 m.

Rys. R

14. Jakie działania należy wykonać w bocznicy 4-5 aby w bocznicy 3-4 (rys. a) nastąpiło zatrzymanie przepływu powietrza. Dane:

= 0,1 kg/m⁷,
= 0,4 kg/m⁷,
= 0,4 kg/m⁷,
= 2,0 kg/m⁷,

15. W oparciu o warunek dyssypacyjny stabilnej pracy wentylatora głównego o charakterystyce danej równaniem
    wyznaczyć jaki może być minimalny otwór równoznaczny kopalni przewietrzanej za pomocą tego wentylatora. Określić ponadto jakie będą wtedy parametry pracy tego wentylatora. Dane:
    = 2000 J/m³,
    = 0,1 kg/m⁷,
    = 100 m³/s, k = 1,2.

Zadania

1. Czy właściwie wykonano pomiary wentylacyjne w nachylonej bocznicy o długości L=500m i przekroju A= 14m², jeśli w oparciu o nie wyznaczono dla niej następujące parametry:
   = 40.0 m³/s, l_n = -13.7 J/kg, δΦ=3.1 J/kg, l_td = 10.0 J/kg. Podać uzasadnienie.

2. Obliczyć ile powietrza będzie dopływać do przodka wyrobiska ślepego przewietrzanego wentylacją lutniową ssącą jeśli:

• charakterystyka wentylatora lutniowego w interesującym nas zakresie jest dana równaniem;

= 800 -10
,

• dane wyrobiska; L=500m, A=8,6m², obudowa ŁP,

• dane lutniociągu; lutniociąg szczelny, średnica D=600mm, r_fl =0,186 kg/m⁸.

3. W kanale wentylacyjnym strumień masy powietrza
   = 240.0 kg/s. Zmierzone w tym kanale ciśnienie dynamiczne wynosi
   = 120 Pa. Ile wynosi pole przekroju poprzecznego kanału A jeśli ρ = 1.20 kg/m³.

4. Parametry punktu pracy wentylatora głównego wynoszą:
   = 15000 m³/min, = 3000 Pa. Jeśli sprawność układu wentylator - silnik wynosi 85 % jakie będzie zużycie energii elektrycznej w ciągu doby.

5. Jaki musi być minimalny opór zamknięcia zrębu szybu (rys. N) aby straty zewnętrzne powietrza były nie większe niż 8 %. Równanie charakterystyki wentylatora ma postać:
   . Dane:
   =2000 J/m³,
   = 0 m³/s,
   = 0,06 kg/m⁷,
   = 0,02 kg/m⁷,
   = 0,08 kg/m⁷.

Rys. N

6. W którym kierunku będą zachodziły straty powietrza w otamowanej bocznicy 5-7 (rys Y) ? Wykazać to obliczeniami

Rys. Y

7. Dla zwiększenia ilości powietrza w kopalni (rys. M) wykonano chodnik b o
= 0,01 kg/m⁷.

1. o ile procent wzrośnie ilość powietrza płynąca przez kopalnię,

2. jaki opór powinien mieć chodnik b aby w bocznicach 1-2 i 1-p-4 płynęła taka sama ilość powietrza.

Uwaga: wentylator ma poziomą charakterystykę. Opory bocznic 1-2 i 3-4 wynoszą:
= 0,1 kg/m⁷,
= 0,15 kg/m⁷.

Rys. M

---