Wentylacja cw2 - Sprawozdanie.doc

WENTYLACJA I POŻARY

Sprawozdanie z ćwiczenia laboratoryjnego

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

1.      Wstęp

Pomiar prędkości średniej.

Podczas określania prędkości średniej w przekroju wyrobiska, w przypadku przepływu ustalonego, najczęściej stosuje się metody trawersu ciągłego lub punktowego. Metod tych nie można stosować w pomiarach przepływów nieustalonych.

Prędkość przepływu powietrza zmienia się w przekroju i najczęściej jest największa
w okolicach środka wyrobiska i maleje  w kierunku jego ścian. Metody pomiaru:

·         Metoda trawersu punktowego

W metodzie tej dzieli się przekrój poprzeczny wyrobiska za pomocą drutu lub sznurka na elementarne pola, najlepiej na równe i zwarte pola. Liczba pól na które dzielimy wyrobisko chodnikowe jest zależna od pola przekroju poprzecznego wyrobiska. Zaleca się żeby powierzchnia pola elementarnego nie przekraczała 0,5 m2.

Metody trawersu punktowego

a, b) - sposoby podziału na pola cząstkowe, c) - podział na pola przewodu kołowego

·         Metoda trawersu ciągłego

Do pomiaru używa się wszelkiego rodzaju anemometrów, które mają możliwość pomiaru prędkości w pewnym przedziale czasu. W anemometrach z mechanizmem zegarowym (tzw. anemometry skrzydełkowe, sumujące, automatyczne), które są najczęściej używane przez służby wentylacyjne kopalń, czas ten zazwyczaj wynosi 60 s.

              W metodzie tej pomiar polega na obwodzeniu (trawersowaniu) anemometrem sumującym po przekroju wyrobiska. Obwodzić anemometrem należy ze stałą prędkością. Sposób obwodzenia przekroju wyrobiska może być dowolny, jednak musi spełniać zasadę, że „anemometr w czasie obwodzenia powinien przebywać jednakowo długo w każdym punkcie przekroju wyrobiska”.

                                                                                                       Metody trawersowania ciągłego

a)- równoległa, b) - zygzakowa, c) - równoległa uproszczona

Strumień objętości powietrza przepływający przez powierzchnię A (rys. 2.3.1) wyznacza się z zależności

gdzie wn = |w| cos a jest rzutem wektora prędkości na normalną n do powierz­chni A, przy czym wm oznacza prędkość średnią.

W przypadku wyrobiska powierzchnia A jest zwykle jego przekrojem poprzecznym o polu A.

Strumień masy powietrza (wydatek masowy) wynosi

Z punktu widzenia pomiarowego istotne jest wyznaczenie kierunku wek­tora prędkości w względem powierzchni przekroju A. W celu wyznaczenia strumienia objętości lub masy powietrza należy określić moduł wektora |w| oraz kąt a zawarty między wektorem normalnym n do powierzchni A a wektorem prędkości w.

Strumień objętości powietrza sprowadzony do warunków normalnych można wyznaczyć w oparciu o zależność:

Za warunki normalne w wentylacji kopalń przyjęto następujące parametry powietrza:

ts = 20°C, p = 1 Atm (atmosfera fizyczna) = 760 Tr = 101325 Pa, = 1,20 kg/m3.

2.      Dane techniczne stanowiska pomiarowego i schemat ideowy

Stanowisko do wyznaczania strumieni powietrza

Stanowisko do cechowania anemometrów

3.      Dane techniczne stosowanych przyrządów

Podczas wykonywania ćwiczenia korzystano z przyrządów zwanych anemometrami skrzydełkowymi.

Anemometr skrzydełkowy pozwala mierzyć prędkość średnią w pewnym czasie. Posiada wirnik utworzony z płaskich łopatek wykonanych z aluminium i ustawionych pod kątem 40-45o do kierunku przepływającego powietrza. Na łopatki wirnika działa siła naporu dynamicznego, pod wpływem której wirnik obraca się. Prędkość obwodowa łopatek zależy od prędkości przepływającego powietrza. Wiatraczek przez specjalną przekładnię mechaniczną uruchamia licznik obrotów. Prędkość średnią powietrza uzyskuje się dzieląc wskazanie licznika przez czas pomiaru. Najczęściej czas pomiaru przyjmuje się od 0,5 minuty do co najwyżej kilku minut (często 1 minutę). W przypadku naszego ćwiczenia dla metody trawersu ciągłego była to 1 minuta. Anemometry tego typu (tzw. automatyczne) posiadają wbudowany mechanizm zegarowy, uruchamiający automatycznie licznik obrotów na określony czas. Zakres mierzonych prędkości przez anemometry skrzydełkowe stosowane w wentylacji kopalń wynosi najczęściej od 0,3 do 12-15 m/s.

4.      Wyniki pomiarów i obliczenia

Część I.              
Wyznaczenie strumienia objętości i strumienia masy powietrza w wyrobisku korytarzowym

1)     Wyznaczenie pola przekroju poprzecznego korytarza

Pole przekroju poprzecznego korytarza

2)     Pomiary prędkości średniej powietrza w wytypowanym przekroju

·         Metoda trawersu punktowego