Ćwiczenie laboratoryjne nr 2

Wyznaczanie strumienia objętości i strumienia masy powietrza w wyrobisku korytarzowym i w rurociągu

1. ZAKRES MATERIAŁU DO OPANOWANIA

1. metody pomiaru prędkości powietrza w wyrobiskach górniczych i lutniociągach (rurociągach),

2. przyrządy do pomiaru prędkości powietrza,

• podziały,

• zasada działania,

• cechowanie anemometrów,

• krzywa cechowania,

3. wyznaczanie strumienia objętości powietrza,

4. wyznaczanie strumienia masy.

2. PRZEBIEG ĆWICZENIA

2.1. Wyznaczenie strumienia objętości i strumienia masy powietrza w wyrobisku korytarzowym

1. wyznaczyć pole przekroju poprzecznego korytarza metodą domiarów do ociosu w wybranym przekroju lub w przypadku przekrojów regularnych ze stosownych wzorów geometrycznych,

2. zmierzyć prędkość średnią powietrza w wytypowanym przekroju zadanymi przez prowadzącego ćwiczenia przyrządami metodą:

• trawersu ciągłego,

• trawersu punktowego,

3. zmierzyć temperatury suchą i wilgotną powietrza psychrometrem Asmanna,

4. zmierzyć ciśnienie statyczne bezwzględne powietrza barometrem lub baroluksem,

5. obliczyć strumień objętości powietrza, strumień objętości powietrza sprowadzony do warunków normalnych oraz strumień masy powietrza w lutniociągu..

2.2. Wyznaczenie strumienia objętości i strumienia masy powietrza w rurociągu (rys. 1)

Rys. 1. Stanowisko do wyznaczania strumieni powietrza w rurociągu

2.2.1. Metodą trawersu punktowego

1. wyznaczyć pole przekroju poprzecznego rurociągu o średnicy 292 mm (przekrój II),

2. dokonać podziału przekroju na pola elementarne (równe), przy czym promień
   określający środki tych pól wyznacza się z zależności

(1)

gdzie:

R - promień rurociągu,

n - liczba pierścieni (pól elementarnych),

k - kolejny numer punktu pomiarowego na jednej z półosi rozpatrywanego przekroju; (liczbę pól elementarnych i wzdłuż jakich półosi prowadzić sondowanie rurociągu poda prowadzący ćwiczenia),

3. mierząc w środkach pól elementarnych ciśnienia dynamiczne wyznaczyć prędkość średnią powietrza w lutniociągu,

4. zmierzyć temperaturę suchą i wilgotną powietrza psychometrem Assmanna,

5. zmierzyć ciśnienie statyczne, bezwzględne powietrza barometrem lub baroluksem,

6. obliczyć strumień objętości powietrza, strumień objętości powietrza sprowadzony do warunków normalnych oraz strumień masy powietrza w lutniociągu.

2.2.2. Metodą punktową

1. wyznaczyć pole przekroju poprzecznego rurociągu o średnicy 160 mm (przekrój I),

2) mierząc wartość ciśnienia dynamicznego w środku rurociągu wyznaczyć prędkość średnią powietrza w lutniociągu,

3) obliczyć strumień objętości powietrza, strumień objętości powietrza sprowadzony do warunków normalnych oraz strumień masy powietrza w lutniociągu.

2.3. Cechowanie anemometrów (rys. 2)

Na stanowisku (rys. 2) dokonać cechowania anemometru skrzydełkowego, wykorzysty­wanego w pierwszej części ćwiczenia. W tym celu należy:

• posiłkując się rurką Prandtla i mikromanometrem z rurką pochyłą ustawić na stanowisku prędkość powietrza około 1 m/s oraz około 10 m/s (Uwaga: może to zrobić prowadzący ćwiczenia wcześniej i podać wyniki) i odczytać wskazania anemometru dla tych prędkości,

• wykreślić charakterystykę cechowania anemometru, zakładając że ma liniowy przebieg oraz sporządzić stosowny protokół legalizacyjny,

• znaleźć równanie analityczne krzywej cechowania,

• otrzymaną charakterystykę cechowania anemometru wykorzystać w pierwszej części ćwiczenia do wyznaczenia prędkości średniej powietrza w odrzwiach.

Rys. 2. Stanowisko do cechowania anemometrów

3. SPRAWOZDANIE

Powinno zawierać:

1. Wstęp teoretyczny

2. Dane techniczne stanowiska pomiarowego i jego schemat ideowy

3. Dane techniczne stosowanych przyrządów

4. Wyniki pomiarów

5. Tok obliczeń obejmujący wyznaczenie dla obu części ćwiczenia:

• gęstości powietrza,

• strumieni objętości powietrza
  i
  

• strumienia masy powietrza
  

6. Sporządzoną charakterystykę cechowania anemometru wraz z protokołem legalizacyjnym.

7. Wnioski i dyskusję błędów

8. Protokół z pomiarów (wyniki pomiarów powinny być prowadzone na oddzielnej kartce). Protokół powinien zawierać:

• listę osób realizujących ćwiczenie,

• wyniki pomiarów zatwierdzone przez prowadzącego.

Rys. 2. Nomogram do wyznaczania prędkości średniej w_m na podstawie punktowego pomiaru prędkości maksymalnej w osi przewodu kołowego

1. LITERATURA

[1] Nędza Z., Rosiek F.; Wentylacja kopalń, cz. I

[2] Roszczynialski W., Wacławik J.: Aerologia górnicza, skrypt AGH

[3] Roszczynialski W., Wacławik J.: Obliczenia i pomiary w aerologii górniczej, skrypt AGH, Kraków 1974

[4] Roszczynialski W., Trutwin W., Wacławik J.: Kopalniane pomiary wentylacyjne, Wyd. „Śląsk”, Katowice 1992

[5] Rosiek F.: Materiały pomocnicze do ćwiczeń.

---