Franciszek Rosiek
Instytut Górnictwa
Politechniki Wrocławskiej

Klimatyzacja

kopalń

Prognozowanie temperatury -

wzory

Prognozowanie temperatury powietrza

Metoda Wacławika - wzory

r

A

B

0

2



m

w

A

V







p

v

a

w

podsz

s

T

R

p







L

Cz

N

q

s

z

d

1

1000











2

0

r

Ki

k

e



















g

w

d

o

o

w

d

p

S

z

z

z

t

t











,

,

2

,

0

8

.

0

336

,

3

d

w

m

ch

k







2

0

0

r

a

F







s

s

s

c

a









s

s

k

r

Bi







0







t

t

t

pm

pd

pw





1
2





x

t

c

r

t

c

h

h

h

s

pw

b

s

pa

w

a















pw

w

pw

w

p

p

p

x



 622

,

0

w

w

w

pw

x

x

p

p







622

,

0





w

s

w

w

p

t

t

p

t

t

p





























000644

,

0

3

,

237

27

,

17

exp

5

,

610



















































1

1

s

sw

pw

b

sd

sw

pa

sw

pw

b

sd

pw

b

d

w

t

c

r

t

t

c

t

c

r

t

c

r

x

x







0

622

.

0

000644

,

0

3

,

237

27

,

17

exp

5

,

610

































w

w

w

ww

sw

ww

ww

x

p

x

t

t

p

t

t





2

8

m

f

n

d

w

n

d

w

w

A

L

B

z

z

g

p

p







































































































*

0

1

q

c

V

c

V

q

c

g

e

s

T

T

s

p

s

s

p

d

p

c

V

s

q

śr

podsz

s

s

p

s





















































































s

p

s

s

d

s

p

s

s

ch

s

c

V

s

q

q

q

c

V

s

q

T

T



















*

*

0

00

00

exp

1

exp

Ki

q











2





02

,

1

0

2

0

9

2

245

,

0

0

F

F

F

K



























K

Bi

Bi

K

Ki

2

,

1

2

,

1

g

S

1









przyj

sw

w

p

v

T

x

T









6

,

0

1

ch

v

a

w

ch

s

T

R

p











sd

d

ch

v

T

x

T









6

,

0

1

Prognozowanie temperatury powietrza

Metoda Wacławika - wzory

Tabela 5.8. Wartość średnia, amplituda i przesunięcie fazowe temperatury

powietrza atmosferycznego

Miejscowość

Temperatura

średnia

T

0 śr

,

o

C

Amplituda

A

0

,

o

C

Przesunięcie fazowe



0

Katowice

Bytom

Gliwice

Legnica

7,5
8,0
7,8
8,4

10,3
10,3
10,2
10,2

-1,89
-1,89
-1,89
-1,89

Prognozowanie temperatury powietrza

Metoda Vossa - wzory

r

A

B

0

2



V

w

A

m

a

m

a

a



















sd

a

d

a

T

R

p







L

Cz

N

q

s

z

za

1

1000















d

w

sd

sw

pa

s

s

h

h

t

t

c

q

q















2

0

r

Ki

k

e



















g

w

d

o

o

w

d

p

S

h

z

z

t

t











,

,

8

.

0

65

.

4

m

ch

k

w







8

.

0

0

.

7

m

śc

k

w







F

a

r

e

0

0

2





a

c

e

e

s s







Bi

r

k

s

e




 

0





t

t

t

pm

pd

pw





1
2

























L

z

z

g

m

q

Ki

B

r

t

t

d

w

a

za

e

s

pm

x









0



























L

r

c

m

Ki

B

t

t

t

t

pa

a

e

s

sd

x

x

sw

0

exp











x

t

c

r

t

c

h

h

h

s

pw

b

s

pa

w

a











x

p

p p

p

p





0622

.

x

x

p

p

p







622

,

0





w

s

w

w

p

t

t

p

t

t

p





























000644

,

0

3

,

237

27

,

17

exp

5

,

610







 









s

pa sw

sd

pa sw

sd

w

d b

pw sw w

sd d

c t

t

c t

t

x

x r

c t x

t x



















x

x

r

c t

r

c t

c t

t

r

c t

w

d

b

pw sd

b

pw sw

pa sw

sd

b

pw sw

s















 

















1

1







6105

1727

2373

0000644

0622

0

. exp

.

.

.

.

t

t

p t

t

x p

x

ww

ww

sw

ww

w w

w











 













2

8

m

f

n

d

w

n

d

w

w

A

BL

z

z

g

p

p



















02

,

1

0

2

0

9

2

245

,

0

0

F

F

F

K































K

Bi

Bi

K

Bi

F

K

2

,

1

2

,

1

,

0

3600

24

365









l





A

B

ŁP

Dla

16

,

4



Metoda Voss’a

Metoda Voss’a

Prognozowanie temperatury powietrza mierzonej

Prognozowanie temperatury powietrza mierzonej

termometrem wilgotnym w wyrobisku górniczym

termometrem wilgotnym w wyrobisku górniczym

Wyrobisko

Współczyn

nik

przewodze

nia ciepła



e

Współczynn

ik ciepła

konwekcyjn

ego



s

Uwagi

Wyrobiska chodnikowe w

kamieniu

5,8

0,35

Wyrobiska chodnikowe w
węglu

8,1

0,35

urabia się

Wyrobiska chodnikowe w
węglu

2,3

0,6

nie urabia się

Wyrobisko ścianowe z
zawałem

7,0

0,25

chłodzenie powietrza

Wyrobisko ścianowe z
zawałem

7,0

0,15

bez chłodzenia

powietrza

Uwaga:

Uwaga:

W projekcie przyjąć współczynniki termiczne:

1.Dla przekopów przewozowego i polowego – jak dla wyrobiska chodnikowego w kamieniu.
2.Dla chodnika podścianowego (przewozowego) – jak dla wyrobiska chodnikowego w węglu w
którym się urabia.
3.Dla chodnika nadścianowego (wentylacyjnego) – jak dla wyrobiska chodnikowego w węglu w
którym się nie urabia.
4.Dla ściany - jak dla wyrobiska ścianowego z zawałem z chłodzeniem powietrza.

Prognozowanie temperatury powietrza

Metoda Wacławika - wzory















K

Bi

Bi

K

Ki

2

,

1

2

,

1





02

,

1

0

2

0

9

2

245

,

0

0

F

F

F

K













Wzór na liczbę Kirpiczewa

•gdy liczba Fouriera jest nie mniejsza od jedności (F

0

 1) ma postać

Ki

F

F

Bi

F











 



1 16

177

1

1 16

0

0

0

,

,

,

•gdy liczba Fouriera jest mniejsza od jedności (F

0

< 1) ma postać

Prognozowanie temperatury powietrza

Metoda Wacławika - wzory

Dla obudowy ŁP wielkości odrzwi odpowiadają następujące
wartości pola przekroju:

ŁP – 2 - 6,1 m

2

ŁP – 3 - 7,0 m

2

ŁP – 4 - 7,7 m

2

ŁP – 5 - 8,7 m

2

ŁP – 6 - 9,3 m

2

ŁP – 7 - 10,9 m

2

ŁP – 8 - 12,8 m

2

ŁP – 9 - 14,5 m

2

ŁP – 10 - 18,0 m

2

Liczby oporów:

•

dla wyrobisk chodnikowych w obudowie ŁP

•dla ścian zmechanizowanych

r

100

=

2,47A

-1,18

r

100

= 3,11  A

-2,5

Prognozowanie temperatury powietrza

Metoda Wacławika - wzory

Prognozowanie temperatury powietrza

Metoda Wacławika - wzory

Prognozowanie temperatury powietrza

Metoda Wacławika - wzory

Prognozowanie temperatury powietrza

Metoda Wacławika - wzory

Prognozowanie temperatury powietrza

Metoda Wacławika - wzory

Maszyny klimatyzacyjne

Mieszanie strumieni powietrza

4. Mieszanie strumieni powietrza za maszyną klimatyzacyjną

C h c ą c z n a le ź ć p a r a m e t r y p o w i e t r z a p o z m ie s z a n iu s t r u m ie n i a p o w i e t r z a

p ł y n ą c e g o p r z e z m a s z y n ę k lim a t y z a c y j n ą z e s t r u m ie n ie m p o w i e t r z a

p r z e p ł y w a j ą c y m w y r o b is k ie m o b o k m a s z y n y t r z e b a z a s t o s o w a ć r ó w n a n ia

b i la n s u w il g o c i i c ie p ła w p o s t a c i:

- r ó w n a n i e b i l a n s u w i l g o c i

m

.

.

.

.

x

m

m

x

m

x

m

























2

1

2

2

1

1

( 4 8 )

- r ó w n a n i e b i l a n s u c i e p ła

m

.

.

.

.

h

m

m

h

m

h

m

























2

1

2

2

1

1

( 4 9 )

Maszyny klimatyzacyjne

Mieszanie strumieni powietrza

Rys.1. Mieszanie strumieni powietrza za maszyną klimatyzacyjną

Maszyny klimatyzacyjne

Mieszanie strumieni powietrza

Strumień masy pow ietrza płynącego w yrobiskiem obok maszyny klimatyzacyjnej
jest rów ny

d

.

c

.

.

V

V

m





















1

,

(50)

natomiast strumień pow ietrza płynącego przez maszynę klimatyzacyjną

d

.

.

V

m







2

(51)

Po zmieszaniu tych strumieni pow ietrza otrzymujemy

- stopień zawilżenia powietrza

m

x

, kg/kg

2

1

2

1

.

.

w

.

d

.

m

m

m

x

m

x

m

x











(52)

-

e

n

t

a

l

p

i

ę

p

o

w

i

e

t

r

z

a

p

o

z

m

i

e

s

z

a

n

i

u

s

t

r

u

m

i

e

n

i

m

h

,

k

J

/

k

g

2

1

2

1

.

.

w

.

d

.

m

m

m

h

m

h

m

h











(

5

3

)

Maszyny klimatyzacyjne

Mieszanie strumieni powietrza

M

ając w

yzn

aczon

y stopień

zaw

ilżen

ia i en

talpię pow

ietrza po zm

ieszan

iu

stru

m

ien

i

m

ożn

a w

yzn

aczyć tem

peratu

rę su

ch

ą pow

ietrza z zależn

ości:

m

m

m

sm

x

.

.

x

h

t











86

1

005

1

2500

(5

4

)

D l a w y z n a c z e n i a t e m p e r a t u r y w i l g o t n e j p o w i e t r z a

wm

t

p o z m i e s z a n i u s t r u m i e n i

o b l i c z a s i ę k o l e j n o :

- c i ś n i e n i e c z ą s t k o w e p a r y w o d n e j w p o w i e t r z u w y l o t o w y m

pw

p

, P a

m

m

pm

x

.

x

p

p







622

0

( 5 5 )

- t e m p e r a t u r ę w i l g o t n ą p o w i e t r z a

ww

t

d l a z m i e s z a n y c h s t r u m i e n i w y z n a c z a s i ę p r z y

z n a n y c h w a r t o ś c i a c h

pw

p

i

sw

t

z r ó w n a n i a





ww

sw

ww

ww

pw

t

t

p

.

t

.

t

.

exp

.

p





























000644

0

3

237

27

17

5

610

( 5 6 )

R o z w i ą z u j ą c u k ł a d r ó w n a ń ( 5 5 ) i ( 5 6 ) u z y s k u j e s i ę t e m p e r a t u r ę w i l g o t n ą p o w i e t r z a w

w y r o b i s k u p o z m i e s z a n i u s t r u m i e n i a p o w i e t r z a p ł y n ą c e g o p r z e z m a s z y n ę
k l i m a t y z a c y j n ą i s t r u m i e n i a p o w i e t r z a p ł y n ą c e g o o b o k m a s z y n y .