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 , oraz ciśnienie statyczne, bezwzględne powietrza na początku i końcu wyrobiska i współczynnik ten można obliczyć z zależności (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 dla każdego wyrobiska (bocznicy) sieci wentylacyjnej.
2. Wyznaczanie ekwiwalentnego współczynnika przewodzenia ciepła w wilgotnym górotworze.
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)
(…)
… upraszczające, że strumień ciepła dopływający z górotworu do powietrza nie zależy od występujących w wyrobisku dodatkowych źródeł ciepła. W związku z takim założeniem współczynniki i , wyznaczone przy niepracujących maszynach, będą równe tym współczynnikom dla stanu, gdy maszyny pracują. Mając wyznaczone współczynniki i z pomiarów wykonanych przy wyłączonych maszynach współczynnik oblicza się w oparciu o pomiary wykonane przy pracujących maszynach z zależności (11)
przy czym zagęszczenie strumienia ciepła otrzymujemy rozwiązując równania nieliniowe (4.34) i (4.40) (patrz opis metody Voss'a), w których jest jedyną niewiadomą, np. metodą siecznych. Wyznaczone w taki sposób współczynniki dla różnych wyrobisk, w których pracują maszyny, uśredniać dla danych grup wyrobisk, np. oddziałów eksploatacyjnych…
… liczby Kirpiczewa oblicza się pierwsze przybliżenie ekwiwalentnego współczynnika przewodzenia ciepła z zależności
(9)
gdzie:
i - oznacza numer iteracji.
Współczynnik i liczbę Kirpiczewa wyznacza się iteracyjnie tak długo, aż spełniona będzie nierówność
(10) Po zakończeniu procesu iteracyjnego otrzymamy wartości współczynników i dla badanego wyrobiska. Chcąc uzyskać wartości współczynników…
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)