Advanced hot-wire anemometric measurement systems in investigation of the air flow velocity fields in mine headings

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

Warianty tytułu

PL

Zaawansowane termoanemometryczne systemy pomiarowe do badań pola prędkości przepływu powietrzaw wyrobiskach górniczych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In this study, presented are the advanced hot-wire anemometric measurements systems suitable for investigation of velocity fields in mine headings. A construction of two types of modernized three-element hot-wire anemometric probes is discussed. The three-element wire sensor which was used only under laboratory conditions up to date was added a fourth element, enabling the temperature compensation. The second type of sensor suitable for determination of the flow velocity vector under conditions prevailing in mine headings is equipped with spatial system of three cylindrical platinum-ceramics microsensors constituting a measurement basis and a temperature compensation element. In subsequent section discussed is the measurement equipment consisting of two eight-channel constant-temperature constant-current hot wire anemometric modules which, together with specialized software and a set of vector probes, comprises the system for investigation of three-dimensional flow structures in mine headings. Prior to comparative measurements in mine headings, the characteristics of velocity sensors needed to be determined. To this end an accredited laboratory of the Institute was employed in which the calibration of measurement instruments in wind tunnel was performed according to established procedures. As a result, the characteristics with known uncertainties were obtained (Chmiel et al., 2003; Krach, 2009). Results of initial tests in the environment of an underground mine have been presented.

PL

W artykule przedstawiono zaawansowane termoanemometryczne systemy pomiarowe do badań pól prędkości w wyrobisku górniczym. Omówiono budowę dwóch zmodernizowanych typów trójelementowych sond termoanemometrycznych. Stosowany dotychczas tylko w laboratorium czujnik trójwłókowy został wyposażony w czwarty element, pozwalający na kompensację temperaturową. Drugi typ czujnika do wyznaczania wektora prędkości przepływu w warunkach wyrobiska górniczego posiada przestrzenny układ trzech cylindrycznych platynowo-ceramicznych mikrosensorów tworzących bazę pomiarową oraz element kompensujący temperaturowo. W dalszej części omówiono aparaturę pomiarową, którą stanowią dwa ośmiokanałowe stałotemperaturowo-stałoprądowe moduły termoanemometryczne, które wraz z specjalistycznym oprogramowaniem i kompletem sond wektorowych stanowią system do badania trójwymiarowych struktur przepływu w wyrobisku górniczym. Przed przeprowadzeniem badań porównawczych w wyrobiskach kopalnianych należało określić charakterystyki czujników prędkości. W tym celu wykorzystano akredytowane laboratorium Instytutu, realizując zgodnie z procedurami wzorcowanie przyrządów w tunelu aerodynamicznym. W wyniku czego otrzymano charakterystyki o znanej niepewności (Chmiel i in., 2003; Krach, 2009). Przedstawiono również wyniki wstępnych prób przeprowadzonych w warunkach kopalnianych.

Słowa kluczowe

EN

modernized three-element hot-wire sensors; temperature compensation; hot-wire anemometer; wind tunnel; calibration

PL

czujniki trójwłóknowe hot-wire; kompensacja temperaturowa; termoanemometr; tunel aerodynamiczny; wzorcowanie

• Wydawca: Instytut Mechaniki Górotworu PAN
• Czasopismo: Archives of Mining Sciences
• Rocznik: 2011
• Tom: Vol. 56, no 4
• Strony: 683--699
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Krawczyk J.

autor

Ligęza P.

autor

Poleszczyk E.

autor

Skotniczny P.

• Strata Mechanics Research Institute of the Polish Academy of Sciences, 27, ul. Reymonta, 30-059 Krakow. Poland

Bibliografia

• Chmiel W., Krach A., 2003. Comparative Research on Small Velocities in a Wind Tunnel in a System of Metrological Confirmation. Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN (Transactions of the Strata Mechanics Research Institute), Tom 5, No. 2.
• Chmiel W., Kruczkowski J., 2005. Research on the Influence of Velocity Profile Distortion on Measurements with Various types of Stationary Anemometers. Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN (Transactions of the Strata Mechanics Research Institute), Tom 7, No. 1-2.
• Krach A., 2009. Uncertainty of measurement of selected quantities in mine ventilation measurements. Arch. Min. Sci. Monograph, No. 8.
• Krach A., Krawczyk J., Kruczkowski J., Pałka T., 2006. Variability of the Velocity Field and Volumetric Flow Rate in Airways of Underground Mines. Arch. Min. Sci. Monograph, No. 1.
• Ligęza P., Poleszczyk E., 2007. Properties of Cyllindrical Platinum-ceramic Sensor as an Element of Probe for Flow Velocity Vector Components Measurement in Mine Working. Prace Instytutu Mechaniki Górotworu (Transactions of the Strata Mechanics Research Institute), 2007.
• Ligęza P., Poleszczyk E., 2005. Multi-points measurements of gas flow velocity fields. Arch. Min. Sci., Vol. 4, No 4, p. 417-447.
• Ligęza P., Poleszczyk E., Skotniczny P., 2009a. Hot-wire anemometric measurement systems in mining applications. Arch. Min. Sci., series Monograph, No 6.
• Ligęza P., Poleszczyk E., Skotniczny P., 2009b. Method and a system of spatial measurement of velocity field of air flow in a mining heading. Arch. Min. Sci., Vol. 54, No 3, p. 419-440.
• Poleszczyk E., 2002. A method of evaluation of velocity vector with hot wire probes. Rozprawy Monografie, Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN (Transactions of the Strata Mechanics Research Institute), No 1.
• Roszczynialski W., Trutwin W., Wacławik J., 1992. Underground Mine Ventilation Survey. Wydawnictwo Śląsk, Katowice, 1992.