Verification of mathematical description of changes in air temperature and humidity in headings ventilated with auxiliary ventilation system

The article presents verification of the mathematical model which was developed in earlier works, describing, through distributions of temperature, specific humidity, and flow rate of both fresh and exhaust air in the dead end headings ventilated with forcing duct line ventilation system, the climatic conditions existing in those headings. On the route of the considered duct line, an additional fan with a variable rotational speed was installed in order to avoid recirculation of the air between the inside of the duct line and the heading. The task of this auxiliary fan is an increase in the volumetric flow rate of fresh air at the mine face. The above-mentioned verification was based on a comparison of the calculation results obtained from the numerical solution of ordinary differential equations of the first order and algebraic equations with the results of measurements carried out in the selected mine heading. Wide comparative material was obtained by changing the location of the auxiliary fan in the duct line for a given heading length, and the heading length itself. 14 research variants were obtained in this way, in which, in addition to the already mentioned temperatures and humidity of the air, also the rotor speeds of the auxiliary fan were compared. The results of calculations and measurements have been presented in a graphical form. Their comparison was carried out using statistical methods.

W artykule przeprowadzono weryfikację, wyprowadzonego we wcześniejszych pracach, modelu matematycznego opisującego, poprzez rozkłady temperatury, wilgotności właściwej oraz prędkości przepływu zarówno świeżego jak i zużytego powietrza w ślepych wyrobiskach przewietrzanych tłoczącą wentylacją lutniową, istniejące w tych wyrobiskach warunki klimatyczne. Na trasie rozważnego lutniociągu zabudowano dodatkowy wentylator o zmienianej, w celu uniknięcia recyrkulacji powietrza między wnętrzem tego lutniociągu a wyrobiskiem, prędkości obrotowej. Zadaniem dodatkowego wentylatora jest wzrost wydatku objętościowego powietrza świeżego w przodku. Wspomniana weryfikacja polegała na porównaniu wyników obliczeń otrzymanych z numerycznego rozwiązania układu równań różniczkowych zwyczajnych pierwszego rzędu i równań algebraicznych z wynikami pomiarów przeprowadzonymi w wybranym wyrobisku górniczym. Szeroki materiał porównawczy uzyskano zmieniając lokalizację wentylatora dodatkowego w lutniociągu dla danego wybiegu wyrobiska jak i sam wybieg wyrobiska. Uzyskano w ten sposób 14 wariantów badawczych, w których oprócz wymienionych już temperatur i wilgotności powietrza porównywano także prędkości obrotowe wirnika dodatkowego wentylatora. Wyniki obliczeń i pomiarów przedstawiono w formie graficznej. Ich porównanie przeprowadzono stosując metody statystyczne.