Prace Naukowe Instytutu Górnictwa Nr 87 Politechniki Wrocławskiej Nr 87



Podobne dokumenty
BADANIA CHARAKTERYSTYK HYDRAULICZNYCH KSZTAŁTEK WENTYLACYJNYCH

Za: Stanisław Latoś, Niwelacja trygonometryczna, [w:] Ćwiczenia z geodezji II [red.] J. Beluch

Jednostkowy opór aerodynamiczny lutniociągów zbudowanych z lutni elastycznych

STATECZNOŚĆ SKARP. α - kąt nachylenia skarpy [ o ], φ - kąt tarcia wewnętrznego gruntu [ o ],

Współczynnik przenikania ciepła U v. 4.00

Proces narodzin i śmierci

SZACOWANIE NIEPEWNOŚCI POMIARU METODĄ PROPAGACJI ROZKŁADÓW

1. SPRAWDZENIE WYSTEPOWANIA RYZYKA KONDENSACJI POWIERZCHNIOWEJ ORAZ KONDENSACJI MIĘDZYWARSTWOWEJ W ŚCIANIE ZEWNĘTRZNEJ

Projekt 6 6. ROZWIĄZYWANIE RÓWNAŃ NIELINIOWYCH CAŁKOWANIE NUMERYCZNE

Natalia Nehrebecka. Wykład 2

± Δ. Podstawowe pojęcia procesu pomiarowego. x rzeczywiste. Określenie jakości poznania rzeczywistości

WYNIKI BADAŃ PARAMETRÓW AERODYNAMICZNYCH ELASTYCZNYCH LUTNIOCIĄGÓW O MAŁYCH ŚREDNICACH

Analiza rodzajów skutków i krytyczności uszkodzeń FMECA/FMEA według MIL STD A

Teoria niepewności pomiaru (Rachunek niepewności pomiaru) Rodzaje błędów pomiaru

XXX OLIMPIADA FIZYCZNA ETAP III Zadanie doświadczalne

Prąd elektryczny U R I =

7.8. RUCH ZMIENNY USTALONY W KORYTACH PRYZMATYCZNYCH

Wyznaczanie współczynnika sztywności zastępczej układu sprężyn

ELEKTROCHEMIA. ( i = i ) Wykład II b. Nadnapięcie Równanie Buttlera-Volmera Równania Tafela. Wykład II. Równowaga dynamiczna i prąd wymiany


Kształtowanie się firm informatycznych jako nowych elementów struktury przestrzennej przemysłu

Wyznaczanie lokalizacji obiektu logistycznego z zastosowaniem metody wyważonego środka ciężkości studium przypadku

Weryfikacja hipotez dla wielu populacji

dr inż. ADAM HEYDUK dr inż. JAROSŁAW JOOSTBERENS Politechnika Śląska, Gliwice

KURS STATYSTYKA. Lekcja 6 Regresja i linie regresji ZADANIE DOMOWE. Strona 1

1. Komfort cieplny pomieszczeń

5. OPTYMALIZACJA GRAFOWO-SIECIOWA

α i = n i /n β i = V i /V α i = β i γ i = m i /m

Jakość cieplna obudowy budynków - doświadczenia z ekspertyz

PODSTAWA WYMIARU ORAZ WYSOKOŚĆ EMERYTURY USTALANEJ NA DOTYCHCZASOWYCH ZASADACH

(M2) Dynamika 1. ŚRODEK MASY. T. Środek ciężkości i środek masy

Systemy Ochrony Powietrza Ćwiczenia Laboratoryjne

mgr inż. Wojciech Artichowicz MODELOWANIE PRZEPŁYWU USTALONEGO NIEJEDNOSTAJNEGO W KANAŁACH OTWARTYCH

Definicje ogólne

W praktyce często zdarza się, że wyniki obu prób możemy traktować jako. wyniki pomiarów na tym samym elemencie populacji np.

3. ŁUK ELEKTRYCZNY PRĄDU STAŁEGO I PRZEMIENNEGO

LABORATORIUM PODSTAW ELEKTROTECHNIKI Badanie obwodów prądu sinusoidalnie zmiennego

RUCH OBROTOWY Można opisać ruch obrotowy ze stałym przyspieszeniem ε poprzez analogię do ruchu postępowego jednostajnie zmiennego.

LABORATORIUM MECHANIKI PŁYNÓW

Dr inż. Robert Smusz Politechnika Rzeszowska im. I. Łukasiewicza Wydział Budowy Maszyn i Lotnictwa Katedra Termodynamiki

Laboratorium ochrony danych

LABORATORIUM TECHNIKI CIEPLNEJ INSTYTUTU TECHNIKI CIEPLNEJ WYDZIAŁ INŻYNIERII ŚRODOWISKA I ENERGETYKI POLITECHNIKI ŚLĄSKIEJ

SYMULACJA KOMPUTEROWA NAPRĘŻEŃ DYNAMICZNYCH WE WRĘGACH MASOWCA NA FALI NIEREGULARNEJ

Pomiary dawek promieniowania wytwarzanego w liniowych przyspieszaczach na użytek radioterapii

MIĘDZYNARODOWE UNORMOWANIA WYRAśANIA ANIA NIEPEWNOŚCI POMIAROWYCH

6. ROŻNICE MIĘDZY OBSERWACJAMI STATYSTYCZNYMI RUCHU KOLEJOWEGO A SAMOCHODOWEGO

Energia potencjalna jest energią zgromadzoną w układzie. Energia potencjalna może być zmieniona w inną formę energii (na przykład energię kinetyczną)

Stanisław Cichocki. Natalia Nehrebecka. Wykład 6

przegrody (W ) Łukasz Nowak, Instytut Budownictwa, Politechnika Wrocławska, lukasz.nowak@pwr.wroc.pl 1

WYZNACZANIE WSPÓŁCZYNNIKA LEPKOŚCI CIECZY METODĄ STOKESA

Wpływ charakterystyki zastępczej otoczenia rejonu wydobywczego na zagrożenie metanowe

OBLICZANIE NIEPEWNOŚCI METODĄ TYPU B

INDUKCJA ELEKTROMAGNETYCZNA. - Prąd powstający w wyniku indukcji elektro-magnetycznej.

Twierdzenie Bezouta i liczby zespolone Javier de Lucas. Rozwi azanie 2. Z twierdzenia dzielenia wielomianów, mamy, że

-ignorowanie zmiennej wartości pieniądza w czasie, -niemoŝność porównywania projektów o róŝnych klasach ryzyka.

MECHANIKA 2 MOMENT BEZWŁADNOŚCI. Wykład Nr 10. Prowadzący: dr Krzysztof Polko

ZADANIE 9.5. p p T. Dla dwuatomowego gazu doskonałego wykładnik izentropy = 1,4 (patrz tablica 1). Temperaturę spiętrzenia obliczymy następująco

METODA UNITARYZACJI ZEROWANEJ Porównanie obiektów przy ocenie wielokryterialnej. Ranking obiektów.

Sprawozdanie powinno zawierać:

Pomiary parametrów akustycznych wnętrz.

Opracowanie metody predykcji czasu życia baterii na obiekcie i oceny jej aktualnego stanu na podstawie analizy bieżących parametrów jej eksploatacji.

Stanisław Cichocki. Natalia Nehrebecka. Wykład 6

LABORATORIUM MECHANIKI PŁYNÓW

Planowanie eksperymentu pomiarowego I

Zaawansowane metody numeryczne Komputerowa analiza zagadnień różniczkowych 1. Układy równań liniowych

TERMODYNAMIKA TECHNICZNA I CHEMICZNA

STARE A NOWE KRAJE UE KONKURENCYJNOŚĆ POLSKIEGO EKSPORTU

Evaluation of estimation accuracy of correlation functions with use of virtual correlator model

ZASTOSOWANIE DZIANIN DYSTANSOWYCH DO STREFOWYCH MATERACY ZDROWOTNYCH. Bogdan Supeł

Zastosowanie symulatora ChemCad do modelowania złożonych układów reakcyjnych procesów petrochemicznych

ANALIZA JEDNOSTKOWYCH STRAT CIEPŁA W SYSTEMIE RUR PREIZOLOWANYCH

Procedura normalizacji

MATEMATYKA POZIOM ROZSZERZONY Kryteria oceniania odpowiedzi. Arkusz A II. Strona 1 z 5

ZESZYTY NAUKOWE INSTYTUTU POJAZDÓW 2(88)/2012

ZESZYTY NAUKOWE NR x(xx) AKADEMII MORSKIEJ W SZCZECINIE. Metody wymiarowania obszaru manewrowego statku oparte na badaniach rzeczywistych

METODY PLANOWANIA EKSPERYMENTÓW. dr hab. inż. Mariusz B. Bogacki

Analiza ryzyka jako instrument zarządzania środowiskiem

OPTYMALIZACJA PROCESU PRZESIEWANIA W PRZESIEWACZACH WIELOPOKŁADOWYCH

Ile wynosi suma miar kątów wewnętrznych w pięciokącie?

Modele wieloczynnikowe. Modele wieloczynnikowe. Modele wieloczynnikowe ogólne. α β β β ε. Analiza i Zarządzanie Portfelem cz. 4.

ZROBY POEKSPLOATACYJNE JAKO ŹRÓDŁO ZAGROŻENIA GAZOWO-TERMICZNEGO W KOPALNIACH PODZIEMNYCH

WPŁYW PARAMETRÓW DYSKRETYZACJI NA NIEPEWNOŚĆ WYNIKÓW POMIARU OBIEKTÓW OBRAZU CYFROWEGO

Zestaw przezbrojeniowy na inne rodzaje gazu. 1 Dysza 2 Podkładka 3 Uszczelka

Michal Strzeszewski Piotr Wereszczynski. poradnik. Norma PN-EN Nowa metoda. obliczania projektowego. obciazenia cieplnego

Kwantowa natura promieniowania elektromagnetycznego

KONCEPCJA OCENY HYBRYDOWYCH SYSTEMÓW ENERGETYCZNYCH

Współczynniki aktywności w roztworach elektrolitów. W.a. w roztworach elektrolitów (2) W.a. w roztworach elektrolitów (3) 1 r. Przypomnienie!

PROGNOZOWANIE SPRZEDAŻY Z ZASTOSOWANIEM ROZKŁADU GAMMA Z KOREKCJĄ ZE WZGLĘDU NA WAHANIA SEZONOWE

MPEC wydaje warunki techniczne KONIEC

KRZYWA BÉZIERA TWORZENIE I WIZUALIZACJA KRZYWYCH PARAMETRYCZNYCH NA PRZYKŁADZIE KRZYWEJ BÉZIERA

Michał Strzeszewski Piotr Wereszczyński. Norma PN EN Nowa metoda. obliczania projektowego obciążenia cieplnego. Poradnik

SZTUCZNA INTELIGENCJA

Wykład Turbina parowa kondensacyjna

ĆWICZENIE I POMIAR STRUMIENIA OBJĘTOŚCI POWIETRZA. OPORY PRZEPŁYWU PRZEWODÓW WENTYLACYJNYCH

Wstęp do fizyki budowli

Oddzia³ywanie indukcyjne linii elektroenergetycznych wysokiego napiêcia na gazoci¹gi czêœæ I

Teoria niepewności pomiaru (Rachunek niepewności pomiaru) Rodzaje błędów pomiaru

Zapis informacji, systemy pozycyjne 1. Literatura Jerzy Grębosz, Symfonia C++ standard. Harvey M. Deitl, Paul J. Deitl, Arkana C++. Programowanie.

Metody analizy obwodów

OGÓLNE PODSTAWY SPEKTROSKOPII

Transkrypt:

Prace Naukowe Instytutu Górnctwa Nr 87 Poltechnk Wrocławskej Nr 87 Studa Materały Nr 8 000 Andrzej STRUMIŃSKI * Barbara STRUMIŃSKA * bocznce aktywne, seć wentylacyjna PRAKTYCZNY SPOSÓB WYZNACZANIA OPORÓW AERODYNAMICZNYCH BOCZNIC AKTYWNYCH SIECI WENTYLACYJNYCH W pracy przedstawono metodę wyznaczana oporów aerodynamcznych wyrobsk górnczych opartą o klkakrotne pomary strumen objętośc powetrza cśnena powetrza w boczncach sec wchodzących w skład nezależnych oczek wewnętrznych. Metoda dotyczy aktywnych sec wentylacyjnych. Praca będze podstawą do dalszych badań prowadzonych w Zakładze Wentylacj, Pożarów Bezpeczeństwa Pracy Instytutu Górnctwa Poltechnk Wrocławskej. 1. WSTĘP Na przepływ powetrza w kopalnanej sec wentylacyjnej oprócz wentylatorów kopalnanych, mają wpływ czynnk naturalne, jak temperatura powetrza, jego cśnene wlgotność, skład chemczny powetrza tp. [,3]. Wymenone czynnk determnują określone wartośc gęstośc powetrza. Wpływ gęstośc powetrza wąże sę z oczkam sec wentylacyjnej, zawerającym nepozome wyrobska górncze. Tak węc gęstość powetrza w kopalnach stnejących jest welkoścą zmenną, zależną od mejsca w sec wentylacyjnej. Uwzględnane zmennej gęstośc powetrza przy wyznaczanu określonych parametrów sec wentylacyjnej w welu przypadkach nastręcza poważnych trudnośc. Dlatego też często przyjmuje sę założene upraszczające, że gęstość powetrza w kopaln ma wartość stałą, np. ρ n 1,0 kg/m 3. Przyjęce takego założena może być jednak uzasadnone tylko wówczas, gdy w kopaln występują małe różnce cśnena powetrza, jego składu chemcznego oraz temperatury. Warunk take występują na ogół przy małych głębokoścach eksploatacj wówczas można seć wentylacyjną traktować jako seć pasywną. Na ogół jednak seć wentylacyjną trzeba traktować jako aktywną, przy czym gęstość powetrza jest welkoścą zmenną w wyrobskach nepozomych występują wówczas lokalne cąg (depresje) naturalne.

104 * Poltechnka Wrocławska, Instytut Górnctwa, Wybrzeże Wyspańskego 7, 50-370 Wrocław Znajomość oporów aerodynamcznych wyrobsk górnczych jest nezbędna w rozwązywanu lcznych zagadneń wentylacyjnych, a w szczególnośc doboru wentylatorów głównego przewetrzana do sec wentylacyjnej, wyznaczanu naturalnych wymuszonych rozpływów powetrza tp. W rzeczywstych secach wentylacyjnych współczesnych kopalń węgla rud medz, w których głębokość eksploatacyjna przekracza 1000 m wszelke oblczena pomary wentylacyjne pownny być prowadzone przy uwzględnenu zmennej gęstośc powetrza kopalnanego. W szczególnośc wyznaczając opory aerodynamczne bocznc (wyrobsk górnczych) aktywnej sec wentylacyjnej, należy uwzględnać generowane cąg naturalne. Przyczyn sę to do zwększena dokładnośc wyznaczana oporów aerodynamcznych bocznc kopalnanych sec wentylacyjnych, a co za tym dze, do usprawnena różnych oblczeń wentylacyjnych, zwłaszcza oblczeń skomputeryzowanych.. PODSTAWOWE ZWIĄZKI STOSOWANE PRZY WYZNACZANIU OPORÓW AERODYNAMICZNYCH WYROBISK GÓRNICZYCH W AKTYWNYCH SIECIACH WENTYLACYJNYCH Chropowatość ścan wyrobska górnczego wpływa w sposób zasadnczy na wartośc oporu tarca powetrza o ścany tego wyrobska. Jeśl chropowatość ścan jest wększa od przyścennej warstwy powetrza, to następuje wzrost tarca cząstek powetrza o ścany wyrobska zwchrzene zewnętrznych ln prądu powetrza. Podczas takego przepływu jednostkowa praca tarca dl f jest wyrażona równanem Darcy ego- Wesbacha [] w ds dl f λ f (1) De gdze: λ f lczba oporu boczncy sec (wyrobska górnczego), w średna prędkość powetrza w tej boczncy, s współrzędna beżąca, D e średnca równoważna tejże boczncy dana przez wzór A D e 4 () B w którym A B oznaczają odpowedno pole przekroju poprzecznego boczncy sec obwód tego przekroju. Uwzględnając ponadto, że w (3) A

105 gdze V oznacza strumeń objętośc (objętoścowy wydatek) powetrza, po odpowednch przekształcenach scałkowanu równana (1) wzdłuż drog s, otrzymuje sę wzór na dyssypację energ użytecznej l fv (J/m 3 ), czyl pracę tarca odnesoną do 1 m 3 powetrza o średnej gęstośc ρ n 1,0 kg/m 3, przy czym l fv R (4) gdze R (kg/m 7 ) to opór właścwy wyrobska górnczego o długośc L (m) ujęty zależnoścą: λf ρn B R L (5) 3 8 A Dyssypację energ l fv (kg/m 7 ) występującą we wzorze (4) dla stnejących bocznc sec wentylacyjnej można wyznaczyć korzystając z zależnośc [,3] l fv 1 ( w w ) ( p p ) g ( z z ) ρ 1 m w d w d w d ρ m We wzorze (6) wprowadzono następujące oznaczena: p d, p w cśnene powetrza w przekroju dopływu (d) przekroju wypływu (w) boczncy d-w, Pa, w d, w w średne prędkośc powetrza w tych przekrojach, m/s, g mejscowe przyspeszene sły cężkośc, m/s, z d, z w wysokośc geodezyjne środków tychże przekrojów, m, ρ m średna gęstość powetrza, np. ρ m 0,5 (ρ d ρ w ), kg/m 3. Gęstość masy powetrza wlgotnego w dowolnym wyrobsku górnczym, w którym skład chemczny powetrza jest zblżony do składu powetrza atmosferycznego, może być wyznaczona ze wzoru wyprowadzonego z równana stanu gazów doskonałych półdoskonałych, a manowce p ρ (7) R a T v gdze: p cśnene statyczne bezwzględne zmerzone w mejscu, dla którego wyznaczamy gęstość powetrza, Pa, R a ndywdualne stała gazowa powetrza suchego wynosząca 87,04 J/(kgK), T v temperatura wrtualna powetrza kopalnanego [] wyznaczona z zależnośc przyblżonej ( 1 0, ) T (6) T v 6X (8)

106 We wzorze (8) X oznacza zawartość wlgoc w powetrzu kopalnanym (w kg/kg), T natomast temperaturę rzeczywstą tego powetrza (w K). Zawartość wlgoc (stopeń zawlżena) powetrza wyznacza sę korzystające ze zwązku ph O X 0,6 (9) p p Cśnene cząstkowe pary wodnej ph O może być wyznaczone z następującej zależnośc tϕ ph O 17,7 610,5exp 0, p ( ta tϕ ) 37,3 t 000644 (10) w której t a t ϕ oznaczają odpowedno temperaturę zmerzoną termometrem suchym termometrem wlgotnym ( C). Gęstość powetrza kopalnanego będącego roztworem powetrza suchego pary wodnej można wyznaczyć także ze wzoru [5] ϕ H O ( 1 ) 0,00166 X p ρ (11) X 0,6 T Jeśl skład chemczny powetrza kopalnanego znaczne różn sę od powetrza atmosferycznego, to przy korzystanu ze wzoru (7) temperaturę wrtualną T v należy wyznaczyć z zależnośc [] M M a HO T v ( ) X (1) I 1 X 1 M HO r M 1 gdze: M a masa drobnowa powetrza suchego, M H O masa drobnowa wody, r udzał objętoścowy -tego składnka suchego roztworu gazowego (bez pary wodnej) w wlgotnym powetrzu kopalnanym, wskaźnk składnka roztworu gazowego, przy czym I-1 oznacza lczbę wszystkch składnków suchego roztworu gazowego otrzymanego po usunęcu pary wodnej z powetrza kopalnanego. Znając dyssypację energ użytecznej w boczncy sec oblczoną z zależnośc (6) oraz średn strumeń objętośc powetrza przepływającego tą boczncą można wyznaczyć opór aerodynamczny tejże boczncy korzystając z przekształconego wzoru (4), a manowce

107 l fv R (13) Pomar welkośc wentylacyjnych występujących we wzorach () do (6) w podzemach kopalń węgla, rud lub sol odbywa sę na ogół w warunkach sprzyjających powstawanu znacznych błędów pomarowych. Powoduje to, że wyznaczone opory aerodynamczne bocznc sec różną sę znaczne od oporów rzeczywstych. Przejawa sę to zwykle dużą różncą mędzy rozpływam powetrza wyznaczonym na podstawe programów komputerowych wykorzystujących te opory a rzeczywstym (zmerzonym) rozpływam powetrza w kopalnanych secach wentylacyjnych. Problem ten rozwązywany jest najczęścej przez stosowane różnych metod wyrównywana wyznaczonych oporów bocznc sec wentylacyjnych [6,7]. Zabeg te są jednak sztuczne ne mają na ogół nc wspólnego z rzetelne wyznaczonym oporam aerodynamcznym wyrobsk górnczych, zwłaszcza w przypadku aktywnych sec wentylacyjnych. W nnejszym artykule wychodzmy z założena, że przy wyznaczanu oporów bocznc sec wentylacyjnej dla celów oblczeń komputerowych pownno sę brać pod uwagę określone oczka sec a ne pojedyncze wyrobska. Ponadto w oczkach tych mus sę spełnć prawo dla oczek prawo dla węzłów sec wentylacyjnych [9]. W ogólnym przypadku w boczncy sec aktywnej występują: spadek potencjału aerodynamcznego δ Φ, dyssypacja energ użytecznej w boczncy l fv w oporze mejscowym l mv, lokalny cąg naturalny e nv oraz praca technczna wentylatora l tv. Mędzy wymenonym welkoścam zachodz zwązek δ Φ v l fv lmv ltv env (14) Dla oczka zamknętego sec wentylacyjnej złożonego z bocznc spełnają sę relacje: δ Φ v 0 (15) oraz l fv lmv ltv env 0 (16) Według pracy [3] spadek potencjału aerodynamcznego w boczncy sec (w J/kg) może być oblczony ze wzoru 1 1 κ υ p κ o p κ 0 o 1 δ Φ p w p d ( ww wd ) g ( zw zd ) p w p (17) κ 1 d gdze:

108 κ c c p w wykładnk zentropowy powetrza kopalnanego, υ 0 objętość właścwa powetrza w przekroju dopływu (0) powetrza do kopaln, m 3 /kg, p 0 cśnene powetrza w przekroju (0), Pa. Lokalny cąg naturalny e n (w J/kg) generowany w boczncy sec można wyznaczyć z zależnośc [3] 1 1 κ υ p p κ 0 en p 0 κ w p 0 1 1 d ( pw pd ) p w p 1 (18) κ 1 d d w ρ ρ Relacje zachodzące odpowedno mędzy spadkem potencjału aerodynamcznego δ Φ (w J/m 3 ) δ Φ (w J/kg) oraz cągam naturalnym e nv (w J/m 3 ) e n (w J/kg) są następujące: ( ρ ρ ) δ Φ δ Φ v ρ mδ Φ 0, 5 d w (19) e nv m n ( ρ d ρ w ) en ρ e 0, 5 (0) Dyssypacja energ użytecznej w oporze mejscowym oraz praca technczna wentylatora w stnejącej boczncy sec można określć w oparcu o pomar cśnena powetrza przed za oporem lokalnym lub przed za wentylatorem, przy czym uzyskuje sę: dla oporu mejscowego lmv pd pw (1) dla wentylatora podzemnego l p p () tv Prawo dla węzłów sec wentylacyjnej wyraża zasadę zachowana masy, przy czym zachodzą relacje: m d m wj (3) gdze: m, d m w, nd n w nd w j j d nwj (4) strumeń masy powetrza odpowedno w przekroju dopływu (d) do węzła sec w przekroju wypływu (w) tego węzła, strumene objętośc normalnej powetrza w tych przekrojach,

109, j odpowedno lczba (numer) przekroju dopływu wypływu powetrza do węzła sec. Dla przepływu ustalonego jednowymarowego przyjętego w nnejszych rozważanach dla szczelnej boczncy sec zachodz zależność lub m dem (5) m ρ ρ dem (6) V n n w której ρ n 1,0 kg/m 3 oznacza gęstość powetrza dla warunków normalnych, tj. p n 10135 Pa, T n 93,15 K. W przypadku, gdy w boczncy sec ne występuje opór mejscowy wentylator podzemny, to wówczas spadek potencjału w takej boczncy wynos δ Φ v l fv env (7) Jeśl równeż cąg naturalny jest równy zeru, to wtedy spadek potencjału jest równy dyssypacj energ użytecznej, zachodzącej w tej boczncy. W celu zobrazowana metody wyznaczana oporów bocznc w aktywnych secach wentylacyjnych rozważmy jednooczkową seć wentylacyjną przedstawoną na rys. 1. W boczncach a b tej sec występują jedyne dyssypacje użyteczne l fva l fvb oraz lokalne depresje naturalne e nva1 e nv. Ponadto w boczncach tych płyną strumene objętośc powetrza a1. Rys. 1. Jednooczkowa seć wentylacyjna: a) bez tamy dławącej, b) z tamą dławącą o oporach R ma Fg. 1. One-loop ventlaton network a) wthout choke stoppng, b) wth choke stoppng of R ma resstance Dla oczka sec wentylacyjnej przedstawonego na rys. 1a, zgodne z (4) (16) można napsać następujące równane R e e 0 (8) a a1 b nva1 nv

110 W równanu (8) strumene objętośc powetrza a1 są welkoścam znanym, wyznaczonym w oparcu o pomar średnch prędkośc powetrza w a w b oraz pola przekrojów poprzecznych A a A b tych bocznc (wzór (3). Znane są równeż lokalne cąg naturalne e nva1 e nv generowane w boczncach a b (wzory (18) (0)). Opory R a R b natomast są newadomym, przy czym, aby je wyznaczyć, należy dysponować układem dwóch równań, w których te newadome występują. Dlatego też dalej przyjmujemy, że w boczncy 1 a (rys. 1b) będze umeszczony dodatkowy opór aerodynamczny R ma o znanej wartośc. Po zanstalowanu tego oporu na dole kopaln powtarza sę pomary prędkośc przepływu powetrza oraz cśnena powetrza. W oparcu o te pomary wyznaczamy strumene objętośc powetrza a, b oraz depresje naturalne e nva e nvb. Wartość dodatkowego oporu, np. tamy dławącej określamy ze wzoru pmd pmw Rma (9) a gdze p md, p mw oznaczają cśnena powetrza zmerzone odpowedno przed za oporem mejscowym. Różnca wymenonych cśneń może być także wyznaczona zwyczajną U-rurką bardzo powszechne używaną w metrolog górnczej. W tym przypadku ww. różnca cśneń jest wylczana ze wzoru p p p hρ g (30) m md przy czym h oznacza wysokość słupka ceczy w U-rurce, ρ c gęstość ceczy w tej rurce a g jak we wzorze (6). Borąc pod uwagę wykonane pomary dla wymenonego oczka sec można napsać druge równane, które ma postać mw ( R R ) V e e 0 a ma a b b nva nvb Rozwązując układ równań (8) (31) otrzymujemy oraz R a c (31) ( R e e ) ( e e ) R ma a nva nvb ( ) ( ) b a1 nva1 a ( Rma a enva envb ) a1 ( ) ( ) nv e a1 (3) nva1 nv b (33) b a1 a Tak węc dla wyznaczena oporów rzeczywstych, tj. oporów R a R b przy średnch gęstoścach powetrza ρ ma ρ mb w tych boczncach, koneczny jest dwukrotny po- e

111 mar strumen objętośc powetrza, średnch prędkośc przepływu powetrza oraz cśneń statystycznych bezwzględnych, w obranych stacjach pomarowych. Wzory (3) (33) odnoszą sę do oczek sec wentylacyjnych złożonych z dwóch bocznc. W przypadku oczka sec złożonego z trzech bocznc (rys. a) układa sę trzy równana oczkowe, a manowce: Ra a1 Rc c1 Rb enva1 envc1 env 0 (34) R R e e e (35) ( R ) 0 a ma1 a c c b b nva nvc nvb ( R R ) V R e e e 0 (36) a ma a3 c c3 b b3 nva3 nvc3 nvb3 Rys.. Trójboczncowe oczko sec aktywnej: a) bez tamy dławącej, b) z tamą dławącą o oporach R ma1 R ma, c) z tamą dławącą o oporze R mc1 Fg.. Trple ar-splt loop of actve network a) wthout choke stoppng, b) wth choke stoppng of R ma1 and R ma resstance, c) wth choke stoppng of R mc1 resstance

11 Perwszy pomar wykonuje sę bez korzystana z dodatkowego oporu, drug pomar przy dodatkowym oporze R ma1 zlokalzowanym w jednej z wybranych bocznc (np. w boczncy 1 - rys. b) trzec pomar przy dodatkowym oporze R ma w tej boczncy, różnym od R ma1. Trzec pomar może być równeż wykonany przy nnej lokalzacj oporu dodatkowego R m, np. w boczncy 3 (rys. d - opór R mc1 ) zlkwdowanu oporu R ma1. Układ równań oczkowych ma wówczas postać: R R e e e 0 (37) a a1 c c1 b nva1 nvc1 nv ( R R ) V R e e e 0 R (38) a ma1 a c c b b nva nvc nvb ( R R ) e e e 0 (39) ava 3 c mc1 c3 b b3 nva3 nvc3 nvb3 Rozwązując układ równań (34) (36) lub (37) (39) względem R a, R b R c, uzyskuje sę wartośc tych oporów, przy czym ch dokładność wyznaczena zależy od dokładnośc wyznaczena strumen objętośc powetrza oraz cśneń barometrycznych. Jeśl zachodzłaby koneczność wyznaczena oporów bocznc w oczku sec złożonym z czterech bocznc (rys. 3), to koneczne jest ułożene rozwązane czterech równań oczkowych, a manowce: R R e e e e 0 (40) a a1 c c1 b d d1 nva1 nvc1 nv nvd1 ( R R ) V R e e e e 0 (41) a ma1 a c c b b d d nva nvc nvb nvd ( R R ) V R e e e e 0 (4) a ma a3 c c3 b b3 d d 3 nva3 nvc3 nvb3 nvd 3 ( R R ) V R e e e e 0 (43) a ma3 a4 c c4 b b4 d d 4 nva4 nvc4 nvb4 nvd 4 W tym przypadku dodatkowy opór w boczncy sec 4 (rys. 3b) mus być zmenany trzykrotne, np. przez przymykane okna w tame dławącej. Można równeż korzystać z dwóch lub trzech oporów dodatkowych zlokalzowanych w różnych boczncach sec. Np. jeśl korzysta sę z trzech tam dławących (rys. 3b,c,d), to wówczas równana oczkowe, z których wyznaczamy opory R a, R b, R c R d są następujące: R R e e e e 0 (44) a a1 c c1 b d d1 nva1 nvc1 nv nvd1 ( R R ) V R e e e e 0 R R (44) a ma a c c b b d d nva nvc nvb nvd ( R R ) e e e e 0 ava 3 RcVc 3 b mb b3 d d 3 nva3 nvc3 nvb3 nvd 3 ( R R ) R e e e e 0 ava 4 c mc c4 b b4 d d 4 nva4 nvc4 nvb4 nvd 4 Należy jednak zaznaczyć, że na ogół rzadko zachodz potrzeba wykonywana czterokrotnych pomarów strumen objętośc powetrza cśneń powetrza oraz trzy- (45) (46)

113 krotnego określana dodatkowych oporów aerodynamcznych. Z rysunku 3e wdać na przykład, że jeśl wyznaczymy opory trzech bocznc tworzących oczka 1 3 1 oraz 4 5 6 4, to dla wyznaczena oporów bocznc 4 3 5 oczka 4 5 3, złożonego z czterech bocznc, wystarczy ułożene tylko dwóch równań oczkowych wprowadzena tylko jednego oporu dodatkowego, gdyż opory R 4-5 R -3 są już znane w wynku uprzedno wykonanych oblczeń. Rys. 3. Czteroboczncowe oczko sec aktywnej: a) bez tamy dławącej, b) z tamą dławącą o oporze R ma, c) z tamą dławącą o oporze R mb, d) z tamą dławącą o oporze R mc, e) seć wentylacyjna złożona z trzech oczek

114 Fg. 3. Quadruple ar-splt loop of actve network a) wthout choke stoppng, b) wth choke stoppng of R ma resstance, c) wth choke stoppng of R mb resstance d) wth choke stoppng of R mc resstance e) ventlaton network made of 3 loops W praktyce węc najczęścej ma sę do czynena z konecznoścą wykonana dwóch lub trzech ser pomarów strumen objętośc powetrza cśnena powetrza oraz stosowanu jednego lub dwóch oporów dodatkowych zlokalzowanych w odpowednch boczncach sec. Zrozumałe jest, że dla każdej ser pomarowej należy wykonać oblczena lokalnych cągów naturalnych e nv, które występują w równanach (8), (31 46). Dodatkowe opory R m mogą być zlokalzowane w dowolne wybranych boczncach wchodzących w skład odnośnego oczka sec. Jednak wskazane jest lokalzowane tych oporów w boczncach, którym płyną duże strumene objętośc powetrza, co umożlwa różne przydławena powetrza w boczncy sec (np. przez odpowedne przymknęce okenka regulacyjnego w tame) uzyskane różnych wartośc oporów dodatkowych R m. W praktyce kopalnanej do pomaru prędkośc przepływu powetrza można stosować anemometry skrzydełkowe, a do pomaru cśnena powetrza możlwe dokładne mkrobarometry, np. typu baroluks lub µbar. Należy dodać, że opory bocznc sec wentylacyjnej mogą być wyznaczone bezpośredno ze wzoru (13), w oparcu o wyznaczone dyssypacje energ użytecznej l fv oraz strumene objętośc powetrza V. Jednak wówczas, jak już wspomnano, dokładność wyznaczonych oporów może być mała, co w praktyce może prowadzć do poważnych błędów przy komputerowych oblczenach rozpływów powetrza w kopalnanych secach wentylacyjnych. Dlatego też uważamy, że współcześne koneczne jest poszukwane wdrażane do praktyk górnczej coraz to nowszych, bardzej dokładnych metod pomarowych, w oparcu o które wyznaczane są różne parametry sec wentylacyjnej, a zwłaszcza opory aerodynamczne bocznc sec. Tylko wtedy precyzyjne oblczena komputerowe mogą być rzetelnym odzwercedlenem kopalnanej rzeczywstośc. 3. ZAKOŃCZENIE Opracowany sposób wyznaczana oporów aerodynamcznych bocznc aktywnej sec wentylacyjnej jest prosty wymaga podstawowych pomarów wentylacyjnych, takch jak: pomar cśnena barometrycznego, średnch prędkośc przepływu powetrza oraz temperatury suchej wlgotnej. Koneczne jest także dokładne wyznaczene pól przekrojów poprzecznych w obranych boczncach sec wentylacyjnej. Pomary te muszą być powtarzane tyle razy, le występuje bocznc w oczku sec wentylacyjnej. Należy także dysponować dodatkowym oporam w jednej lub klku boczncach sec.

115 Lczba oporów dodatkowych jest zawsze o jeden mnejsza od lczby bocznc sec, dla których wyznaczamy opory aerodynamczne w danym oczku sec. Należy wyraźne podkreślć, że pozytywne rezultaty w zastosowanu przedstawonej metody wyznaczana oporów aerodynamcznych bocznc kopalnanej aktywnej sec wentylacyjnej można uzyskać w zasadze tylko wówczas, gdy udaje sę wyraźne zdławć przepływ powetrza w boczncy, w której stosuje sę dodatkowy opór. W naszym przekonanu przedstawona metoda wymaga dalszych badań weryfkacyjnych w kopalnach rud medz węgla kamennego. LITERATURA [1] BUDRYK W., Wentylacja kopalń, cz. 1. Przewetrzane wyrobsk, Katowce, WGH 1961. [] BYSTROŃ H., JAROŃ S., MARKEFKA P., STRUMIŃSKI A., WOJTYCZKA A., Poradnk górnka, t. III, Dz. I: Przewetrzane kopalń, Katowce, Wyd. Śląsk 1975. [3] BYSTROŃ H., Podstawowe pojęca zwązk opsujące quas-stacjonarny przepływ powetrza wlgotnego wyrobskem górnczym w kopaln podzemnej, Przegląd Górnczy nr 11 1, 198. [4] DZIURZYŃSKI W., KRUCZKOWSKI J., Pomar wydatku przepływu w wyrobsku górnczym z zastosowanem nowych technk pomarowych, XX Dn Technk ROW 94, Semnarum nt. Problemy przewetrzana wyrobsk dołowych oraz nowoczesne metody kontrol stablzacj parametrów w sec wentylacyjnej SITG, Wodzsław Śl., 19 0 paźdzernk 1994. [5] ROSZCZYNALSKI W., TRUTWIN W., WACŁAWIK J., Kopalnane pomary wentylacyjne, Katowce, Wyd. Śląsk 198. [6] STRUMIŃSKI A., Wyrównywane mater strumenem powetrza w kopalnanych secach wentylacyjnych, Prace GIG, Katowce, Wyd. Śląsk 1971. [7] STRUMIŃSKI A., Wyrównywane wynków pomarów potencjału powetrza w kopalnanych secach wentylacyjnych, Prace GIG, Katowce, Wyd. Śląsk 1971. [8] STRUMIŃSKI A., MADEJA-STRUMIŃSKA B., Praktyczny sposób wyznaczana oporów aerodynamcznych bocznc kopalnanych sec wentylacyjnych, Przegląd Górnczy nr 6, 1997. [9] STRUMIŃSKI A., MADEJA-STRUMIŃSKA B., Opracowane praktycznego sposobu wyznaczana oporów aerodynamcznych aktywnych bocznc sec wentylacyjnych, Instytut Górnctwa Poltechnk Wrocławskej, Raporty 1999, praca nepublkowana. ELABORATING OF PRACTICAL METHOD OF THE AERODYNAMIC DRAGS DETERMINATION FOR ACTIVE AIR SPLITS The method of aerodynamc drags basng on multple measurements of ar stream volume and ar pressure n the ar splts beng a part of ndependent nternal loops s presented n the study. The method concern actve ventlaton networks.atmosphere testng and ts concentratons at the measurng ponts was presented. The analyss of results and measurng was carred out and conclusons were worked out. Ths research work wll be the base for the further nvestgatons carred out n Ventlaton, Fre and Work Safety Department of the Mnng Insttute of the Wrocław Techncal Unversty.