MIKROKLIMAT
Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z czynnikami kształtującymi mikroklimat, zwłaszcza w wyrobiskach górniczych, ze sposobem oddziaływania i wpływem warunków na organizm ludzki, z obowiązującymi normami w tym zakresie oraz ze sposobem pomiaru niektórych czynników kształtujących termiczny komfort pracy i jego ocenę.
Wykonujemy pomiary następujących czynników:
· Prędkości przepływu powietrza (anemometr skrzydełkowy)
· Wilgotności względnej powietrza ( psychrometr Assmana)
· Temperatury powietrza (psychrometr Assmana)
· Intensywności chłodzenia (katatermometry Hilla)
· Ciśnienia powietrza(manometr pochyły)
Mikroklimat konkretnego pomieszczenia lub danej niewielkiej terytorialnie miejscowości kształtowany jest współoddziaływaniem naturalnych czynników klimatycznych, między innymi takich jak: temperatura, wilgotność, ciśnienie i prędkość przepływu powietrza. W praktycznych warunkach możemy spotkać mikroklimat naturalny i sztuczny . Ponadto odróżniamy mikroklimat sztuczny powstały w wyniku zamierzonych przedsięwzięć człowieka oraz mikroklimat sztuczny powstały jako niepożądany efekt w konkretnym procesie pracy człowieka. Stąd też zachodzi potrzeba ciągłego pomiaru jego parametrów oraz stosowanie określonej profilaktyki. Mikroklimat w wyrobiskach górniczych kopalń podziemnych jest zdeterminowany , między innymi, temperaturą złoża i temperaturą skał otaczających złoże, zawodnieniem złoża, głębokością zalegania złoża, promieniowaniem cieplnym wydatkiem powietrza przepływającego wyrobiskami górniczymi oraz techniką i technologią urabiania, odstaw i transportu kopaliny. W przypadku kopalń odkrywkowych kształtuje się, w przeważającej mierze, pod wpływem naturalnych czynników klimatycznych charakterystycznych dla tego obszaru geograficznego na którym znajduje się kopalnia.
Komfortem cieplnym określa się stan zadowolenia z warunków mikroklimatu, w którym nie odczuwa się ciepła ani chłodu.
Na komfort pracy mają wpływ następujące czynniki:
· temperatura powietrza,
· wilgotność powietrza,
· prędkość przepływu powietrza,
· promieniowanie cieplne,
· ciśnienie powietrza,
· skład chemiczny powietrza,
· zanieczyszczenia mechaniczne powietrza.
Przy kształtowaniu i ocenie mikroklimatu w wyrobiskach górniczych kopalń prowadzących eksploatację złoża systemem podziemnym bierze się pod uwagę współdziałanie i współoddziaływanie na organizm ludzki takich czynników, jak:
a) Temperatura powietrza – do jej pomiarów w wyrobiskach górniczych używa się termometrów które można podzielić na 2 grupy. Pierwszą stanowią te które funkcjonują na zasadzie wykorzystania odmiennych własności termicznych różnych ciał( wszystkie termometry cieczowe, zarówno rtęciowe jak i alkoholowe, termometry ciśnieniowe, mechaniczne i bimetaliczne), Drugą grupę stanowią termometry wykorzystujące temperaturowe zmiany parametrów elektrycznych niektórych materiałów ( termometry oporowe, oporowe, półprzewodnikowe i termoelektryczne).
b) Wilgotność powietrza – czyli zawartość pary wodnej w jednostce powietrza. W powietrzu kopalnianym na te wielkość ma wpływ szereg czynników m.in. wilgotność i temperatura powietrza atmosferycznego, wilgotność oraz zdolności filtracyjne górotworu, system odwadniania w kopalni, wydatek powietrza, temperatura skał, ciśnienie barometryczne i inne.
c) Prędkość przepływu powietrza – wartości prędkości przepływu powietrza dla wyrobisk górniczych są szczegółowo określone w normach. Do pomiaru w wyrobiskach górniczych używamy się różnych przyrządów, w tym anemometrów: różnicowych, skrzydełkowych i czaszowych, których stosowanie jest uzależnione od prędkości powietrza.
d) Ciśnienie atmosferyczne powietrza – czyli ciśnienie wywierane przez atmosferę na powierzchnię ziemi. Mierzymy je za pomocą barometrów rtęciowych. Zmiany ciśnienia wywierają istotny wpływ na stan bezpieczeństwa zwłaszcza w kopalniach w których wydzielają się gazy (np. Metan) ze starych zrobów i otamowanych pól pożarowych.
e) Promieniowanie cieplne – ma postać fal elektromagnetycznych, działanie promieniowania cieplnego na ciało ludzkie na polega na absorpcji tego promieniowania przez organizm ludzki. Pomiar opiera się na zasadzie absorpcji padających promieni ciepła. W technice pomiaru stosuje się różne przyrządy w tym termometr kulisty Vernona.
Pomiary katatermometryczne- Katatermometr jest to przyrząd służący do pomiaru intensywności chłodzenia ciała ludzkiego wywołanego wspólnym działaniem temperatury, wilgotności i prędkości przepływu powietrza oraz promieniowania cieplnego. Katatermometr jest to termometr alkoholowy, którego skala obejmuje zakres od 35 do 38 o C. Pomiar wykonuje się w ten sposób, że mierzy się w sekundach czas opadania słupka alkoholu pomiędzy temperaturą 38 a 35o C , a następnie dzieląc stałej katatermometru przez czas pomiaru otrzymujemy wielkość chłodzącego działania atmosfery .
Temperatura efektywna (ET) jest to temperatura nieruchomego i nasyconego parą wodną powietrza, przy której możliwości odprowadzania z organizmu ciepła metabolicznego są takie same, jak przy konkretnych liczbowych wartościach temperatury, wilgotności i prędkości przepływu. Temperatura efektywna jest to wskaźnik odczucia cech fizycznych powietrza.
1. Prędkość przepływu powietrza zmierzona na wlocie metodą bezpośrednią za pomocą anemometru skrzydełkowego.
2. Wilgotność względna powietrza określona metodą psychrometryczną (odczytana z tabel).
– temperatura zmierzona na termometrze suchym
– temperatura zmierzona na termometrze mokrym
Wilgotność względna: ø = 44 %
3. Temperatura efektywna powietrza wyznaczona z nomogramu na podstawie pomiaru na termometrze suchym i wilgotnym oraz wyników z pomiaru prędkości przepływu powietrza.
4. Intensywność chłodzenia mierzona katatermometrem Hilla
– stała katatermometru,
– czas spadku temperatury z 38 do 35 °C
o Katastopnie suche
o Katastopnie mokre
5. Pomiar ciśnienia dynamicznego za pomocą manometru z rurką pochyłą
- gęstość cieczy manometrycznej
- przyspieszenie ziemskie
= wartość pomiaru w metrach
= przełożenie geometryczne manometru
6. Pomiar prędkości przepływu powietrza na wylocie w przewodach z pomocą rurki spiętrzającej Pitot – Prandtla.
v=2∙Pdγ
v=0,55 m/s
b) Pomiary w komorze suchej ciepłej.
2. Prędkość przepływu powietrza zmierzona na wlocie metodą bezpośrednią za pomocą anemometru skrzydełkowego.
Wilgotność względna: ø = 43 %
v=0,58 m/s
3. Prędkość przepływu powietrza zmierzona na wlocie metodą bezpośrednią za pomocą anemometru skrzydełkowego.
Wilgotność względna: ø = 51 %
...
Becks8