Method and the system of spatial measurement of velocity field of air flow in a mining heading

• Autorzy: Ligęza P. , Poleszczyk E. , Skotniczny P.

Warianty tytułu

PL

Metoda i system pomiaru przestrzennego pola prędkości przypływu powietrza w wyrobisku górniczym

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The article presents the spatial hot-wire anemometric probe and the measurements system based on it that have been developed in order to conduct the experimental verification of numeric simulation of air flow in mine drifts. The system is adapted to specific work conditions in a mine (variable and non-isothermal flow with a significant degree of pollution and humidity). The hot-wire anemometric measurement system used for the assessment of velocity vector components is based on three-element sensors integrated with the signal processing system and presents an extension of the system of multipoint simultaneous flow velocity and temperature fields measurement in special conditions. The integrated head consisting of a three-element probe and three-element data processing system cooperates with the portable computer measurement data acquisition system. The miniature cylindrical platinum-ceramic sensor is used as the basic element of the measurement line. In the presented paper, the results of detailed laboratory tests of this main active element and the whole system are discusses. Measurements performed in a special aerodynamic tunnel indicated that the cylindrical platinum-ceramic sensor possess exceptionally favourable metrological properties, particularly in the range of low flows velocities, so it can be used as a construction part of multi-element probe for the assessment of the flow velocity vector components. The triple probe built on the basis of cylindrical platinum-ceramic sensors, working in mine conditions does not make it necessary to use shields or filters. The integrated hot-wire anemometric head used for the spatial flow velocity vector assessment allows for special measurements of ventilation and experimental verification of numeric models of air flow in mine drifts.

PL

W artykule przedstawiono przestrzenną sondę termoanemometryczną i oparty na niej system pomiarowy, które zostały opracowane dla przeprowadzenia eksperymentalnej weryfikacji numerycznej symulacji przepływu powietrza w wyrobisku górniczym. System jest przystosowany do specyficznych warunków pracy w kopalni (przepływ nieustalony i nieizotermiczny, o znacznym stopniu zanieczyszczenia i wilgotności). Termoanemometryczny system pomiarowy do wyznaczania składowych wektora prędkości jest oparty na trójelementowych czujnikach zintegrowanych z układem przetwarzania sygnału i stanowi rozwinięcie systemu wielopunktowych, współczasowych pomiarów pól prędkości i temperatury w warunkach specjalnych. Głowica zintegrowana składająca się z trójelementowej sondy i trójukładowego systemu przetwarzania danych, współpracuje z przenośnym, komputerowym systemem akwizycji danych pomiarowych. Jako podstawowy element w torze pomiarowym zastosowano miniaturowy cylindryczny sensor platynowo ceramiczny. W przedstawionej pracy omówiono wyniki szczegółowych badań laboratoryjnych zasadniczego elementu czynnego oraz systemu jako całości. Pomiary w specjalnym tunelu aerodynamicznym wykazały, że cylindryczny sensor platynowo-ceramiczny posiada wyjątkowo korzystne właściwości metrologiczne, szczególnie w zakresie wolnych przepływów zatem może być zastosowany jako część konstrukcyjna wieloelementowej sondy do wyznaczania składowych wektora prędkości przepływu. Potrójna sonda zbudowana na bazie cylindrycznych sensorów platynowo-ceramicznych, pracująca w warunkach kopalnianych, nie stwarza konieczności stosowania osłon i filtrów. Zintegrowana termoanemometryczna głowica do wyznaczania przestrzennego wektora prędkości przepływu pozwoli na specjalistyczne pomiary wentylacyjne i eksperymentalną weryfikację numerycznych modeli przepływu w wyrobisku górniczym.

Słowa kluczowe

EN

spatial hot-wire anemometric probe; integrated head; flow velocity vector

PL

przestrzenna sonda termoanemometryczna; głowica zintegrowana; wektor prędkości przepływu

• Wydawca: Instytut Mechaniki Górotworu PAN
• Czasopismo: Archives of Mining Sciences
• Rocznik: 2009
• Tom: Vol. 54, no 3
• Strony: 419--440
• Opis fizyczny: Bibliogr. 6 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Ligęza P.

autor

Poleszczyk E.

autor

Skotniczny P.

• Strata Mechanics Research Institute, Polish Academy of Sciences, Reymonta 27, 30-059 Kraków, Poland

Bibliografia

• Ligęza P., 1998. A modified temperature - compensation circuit for CTA, Meas. Sci. Technol., 3.
• Ligęza P., Poleszczyk E., 2005. Multi-points measurements of gas flow rate fields, Arch. of Mining Sciences, Vol. 4.
• Ligęza P., Poleszczyk E., 2007. Właściwości cylindrycznych sensorów platynowo-ceramicznych w aspekcie konstrukcji sondy do wyznaczania wektora prędkości przepływu w warunkach kopalnianych, Prace Instytutu Mechaniki Górotworu (Transactions of the Strata Mechanics Research Institute).
• Ligęza P., Poleszczyk E., Skotniczny P., 2008. Measurements of Velocity Profile in Heading with the Use of Integrated Hot-Wire Anemometric System, Archives of Mining Sciences, Vol. 53.
• Poleszczyk E., 2002. Termoanemometryczna metoda wyznaczania wektora prędkości, Monografie Rozprawy, Prace Instytutu Mechaniki Górotworu (Transactions of the Strata Mechanics Research Institute).
• Roszczynialski W., Trutwin W., Wacławik J., 1992. Kopalniane pomiary wentylacyjne, Wydawnictwo Śląsk, Katowice.