13_14_15_16_17_18

13_14_15_16_17_18.DOC
(215 KB) Pobierz
Pytanie nr.13
Współczynnik wyrównania temp. „a”-jest zmienny i zależy od wsp. przewodzenia ciepła
,gęstości przestrzennej i właściwej pojemności cieplnej „c”
Stopień geotermiczny- liczba metrów o jaką temp. wzrasta o 1 stopień .Zależny jest od
przewodności cieplnej skał.
Współczynnik przewodzenia ciepła „ ”-ma określoną wartość w danym stanie termicznym
skały i jest fizycznym jej parametrem , charakteryzującym zdolność przewodzenia
ciepła/wyrażającą całkowity strumień przewodzenia ciepła przez jednostkę powierzchni skały, o
jednostkowej długości przy jednostkowej różnicy temp. między dwoma ściankami
ograniczającymi skałę. Wartość „ ”zmienia się w zależności od rodzaju skały i głębokości
zalegania.
Przewodzenie ciepła-podczas przewodzenia ciepła natężenie strumienia cieplnego jest
proporcjonalne do spadku temp. mierzonego w kierunku przepływu ciepła. Sformułowanie to
stanowi prawo Fouriera,
gdzie: wielkość dT/dX ,zwana gradientem temp., jest miarą spadku temp. w kierunku
przepływu ciepła.
-współczynnik proporcjonalności (wsp. przewodzenia ciepła albo przewodnością
cieplną)
Pyt.14. Wpływ zmian temperatury powietrza atmosferycznego na temperaturę powietrza
na
podszybiach szybów wdechowych
Do przewietrzania kopalni korzysta się z powietrza atmosferycznego, którego parametry ulegają
znacznym wahaniom w ciągu roku. Sezonowe (dobowe, miesięczne, roczne) zmiany temperatury
powietrza wpływającego do szybu znacznie komplikują proces wymiany ciepła między skałami i powietrzem, tworząc pulsacje temperatury powietrza i skał [4].
Do określenia zmian temperatury powietrza, jakie zachodzą podczas przepływu powietrza wzdłuż
wyrobiska kopalnianego, większość metod prognozowania korzysta z różniczkowego równania energii. W
celu jego rozwiązania zakłada się, że temperatura powietrza zależy od jednej współrzędnej bieżącej i nie
zmienia się w przekroju poprzecznym wyrobiska. Ponadto zakłada się, że strumień masy powietrza
przepływającego wyrobiskiem jest stały i pomija się zmiany energii kinetycznej wzdłwiż osi wyrobiska.
Przyjmuje się jednorodność górotworu i niezmienność wszystkich parametrów w czasie. Dotyczy to
zwłaszcza niezmienności temperatury powietrza na początku wyrobiska (na wlocie do kopalni). Dlatego
też wyniki prognozy odnoszą się jedynie do przyjętych w niej parametrów powietrza na wlocie do kopalni,
a podawane przez autorów zależności pozwalają określić średnią temperaturę powietrza. Jeżeli temperatura
powietrza na wlocie do kopalni będzie się zmieniać, należy dodatkowo wyznaczać sezonową jej odchyłkę.
Zazwyczaj w wyrobiskach górniczych powinno się prognozować warunki klimatyczne dla okresu
letniego. Przyjęcie temperatury lipca jako temperatury powietrza wpływającego do kopalni - przy
założeniu, że parametry te występują przez cały czas istnienia wyrobiska - spowoduje zawyżenie prognozowanej temperatury w wyrobiskach górniczych. Należy zatem prognozować temperaturę powietrza w
kopalni z uwzględnieniem średniej wieloletniej temperatury na powierzchni [6] i dodatkowo wyznaczać
amplitudę sezonowych odchyłek temperatury przenoszonych wzdłuż dróg przepływu powietrza.
Drogi powietrza świeżego w kopalni stanowią swego rodzaju akumulator ciepła. Ciepłe powietrze
wchodzące latem do kopalni ogrzewa skały chłodząc się. Zimą natomiast powietrze chłodzi skały odbierając od nich ciepło [2]. Skały otaczające wyrobisko, biorące udział w tych procesach, noszą wg. [16]
nazwę "strefy (warstwy) wyrównującej temperaturę", a wg. [2] nazwę "regeneratora ciepła". Grubość tej
warstwy w zależności od rodzaju skał sięga od kilku do kilkunastu metrów w głąb górotworu. Zasięg strefy
wyrównującej wahania temperatury zależy natomiast głównie od ilości przepływającego powietrza. Dla
płytkich kopalń, przewietrzanych dużymi ilościami powietrza może ona sięgać nawet do szybów
wydechowych [16]. W głębokich, gorących kopalniach strefa ta obejmuje zazwyczaj grupowe prądy
powietrza świeżego i sięga do miejsca, do którego następuje obniżanie temperatury ciepłego powietrza
płynącego w lecie od szybów wdechowych. Od tego miejsca temperatura skał jest stale wyższa od
temperatury powietrza i ogrzewa się ono od skał wzdłuż drogi jego przepływu.
Wartości temperatur powietrza w kopalni zależą jednak głównie od temperatury powietrza na
wlocie do szybu. Zgodnie z przepisami temperatura powietrza wpływającego do kopalni nie powinna być
niższa niż +2 °C. Stosowana metoda prognozowania temperatury powietrza w wyrobiskach górniczych
pozwala prognozować temperaturę średnią (średnioroczną) powietrza.
Pytanie 15
Określenie współczynników interweniujących w metodzie J.
Vossa prognozowania temperatury
Metoda prognozowania J. Vossa wymaga znajomości trzech dla niej specyficznych
współczynników. Są to współczynnik ciepła konwekcyjnego
, ekwiwalentny współczynnik
przewodzenia ciepła
w wilgotnym górotworze oraz współczynnik
określający jaka
część mocy maszyn idzie na podwyższenie temperatury mierzonej termometrem suchym.
Współczynniki te można wyznaczyć w oparciu o pomiary kopalniane.
1. Wyznaczanie współczynnika ciepła konwekcyjnego
Współczynnik ciepła konwekcyjnego
określa jaka część ciepła dopływającego
z górotworu do powietrza idzie na podwyższenie temperatury na termometrze suchym.
Chcąc wyznaczyć współczynnik ciepła konwekcyjnego
przeprowadza się pomiary
parametrów powietrza na początku i końcu wyrobiska kopalnianego. Mając pomierzoną
temperaturę powietrza termometrem suchym
i wilgotnym
bezwzględne powietrza na początku i końcu wyrobiska
obliczyć z zależności
i
, oraz ciśnienie statyczne,
współczynnik ten można
(1)
gdzie:
- odpowiednio temperatura mierzona termometrem suchym na początku i końcu
wyrobiska, C,
- ciepło parowania wody w temperaturze 0 C;
= 2500000 J/kg,
- pojemność cieplna pary wodnej pod stałym ciśnieniem;
=1927 J/(kgK),
- odpowiednio stopień zawilżenia powietrza na początku i końcu wyrobiska, kg/kg,
przy czym
(2)
- ciśnienie cząstkowe pary wodnej, Pa.
Ciśnienie cząstkowe pary wodnej
dla przekroju dopływu (d) i wypływu (w) można
obliczyć z przybliżonego wzoru w postaci
(3)
W oparciu o zależność (1) można wyznaczyć współczynnik ciepła konwekcyjnego
każdego wyrobiska (bocznicy) sieci wentylacyjnej.
dla
2. Wyznaczanie ekwiwalentnego współczynnika przewodzenia ciepła
wilgotnym górotworze.
w
Po wyznaczeniu współczynnika
można przystąpić do obliczenia współczynnika
oraz liczby Kirpiczewa, przy czym dokonuje się tego metodą iteracyjną. W metodzie tej
przyjmujemy w przybliżeniu zerowym wartość współczynnika
równą współczynnikowi
przewodzenia ciepła , którego wartość dla danego typu skał, wyznaczoną laboratoryjnie,
dobiera się np. w oparciu o dane literaturowe. Znając zerowe przybliżenie współczynnika
(4)
obliczamy zerowe przybliżenie ekwiwalentnego współczynnika wyrównywania temperatury
(5)
gdzie:
- pojemność cieplna skał, J/(kgK),
- gęstość pozorna skał, kg/m3,
- średni współczynnik przewodzenia ciepła dla skał otaczających wyrobisko, W/ (mK).
Następnie wyznacza się zerowe przybliżenie liczby Fouriera
i liczby Biota
ze wzorów
(6)
(7)
gdzie:
- czas przewietrzania wyrobiska, s,
- współczynnik wnikania ciepła z górotworu, W/(m2K), przy czym dla wyrobisk
chodnikowych może on być wyznaczony z przybliżonego wzoru
(8)
Po obliczeniu zerowego przybliżenia liczb
Kirpiczewa
i
wyznacza się zerowe przybliżenie liczby
korzystając np. z zależności empirycznych. Mając zerowe przybliżenie
liczby Kirpiczewa oblicza się pierwsze przybliżenie ekwiwalentnego współczynnika
przewodzenia ciepła
z zależności
(9)
gdzie:
i - oznacza numer iteracji.
Współczynnik
będzie nierówność
i liczbę Kirpiczewa wyznacza się iteracyjnie tak długo, aż spełniona
(10)
Po zakończeniu procesu iteracyjnego otrzymamy wartości współczynników
i
dla
badanego wyrobiska. Chcąc uzyskać wartości współczynników
i
, które będzie można
wykorzystywać przy prognozowaniu temperatury powietrza np. w wyrobiskach kopalń
LGOM, współczynniki te wyznacza się dla większej liczby wyrobisk. Następnie, po analizie
uzyskanych wartości współczynników, dzieli się wyrobiska na grupy (klasy), dla których
wartości wyznaczonych współczynników wykazują małe zróżnicowanie. Do obliczeń
prognostycznych przyjmuje się uśrednione wartości współczynników
odpowiednich grup wyrobisk.
i
dla
3. Wyznaczenie współczynnika
Dla wyrobisk, w których występują dodatkowe źródła ciepła konieczne jest ponadto
wyznaczenie współczynnika
, określającego jaka część ciepła z tych źródeł wpływa na
podwyższenie temperatury powietrza mierzonej termometrem suchym...
Plik z chomika:
liszman1
Inne pliki z tego folderu:

13_14_15_16_17_18.DOC (215 KB)
 1_2_3_4_5_6.DOC (99 KB)

20.DOC (27 KB)
 21_23.DOC (25 KB)
 24_25_26.DOC (328 KB)
Inne foldery tego chomika:

OPRACOWANE_PYTANIA__BRAKUJE
Zgłoś jeśli naruszono regulamin







Strona główna
Aktualności
Kontakt
Dla Mediów
Dział Pomocy
Opinie
Program partnerski




Regulamin serwisu
Polityka prywatności
Ochrona praw autorskich
Platforma wydawców
Copyright © 2012 Chomikuj.pl