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8/16/2019 Ventilación - Propiedades Del Aire- Nuevo
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“Año de la Promoción dela Industria Responsable ydel compromiso Climático“
Universidad Nacional Sanluís on!a"a de Ica
• CURSO: VENTILACIÓN DEMINAS
• INGENIERO: ING. RUBÉNRIBERA CHÁVEZ• AÑO ACADEMICO: 5to• CICLO: IX
• AÑO: 20!
"R
O"IEDADES #$SICAS DEL
AIRE
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IN#$RAN#$S:
• %UISP$ RA&'S ('SCAR• R'&$R' )AURA( *ARC+ &ARS,$)+ • C,AC-N SAA.$*RA( /I)0R$*'• PARI'NA AN+'SA( CRIS#,IAN• &U1AURI$#A R'2AS( &I)AR'S• .A1%U$1 C,IPANA ( R'CI'
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PR'PI$*A*$S 0ISICAS *$)AIR$
ocupa un lugar en el espacio
no posee volumen definido, llena los espacios vacíos
uniformemente
Se expande y se contrae. Al calentarse ocupa un
mayor volumen debido al movimiento de sus
partículas, por lo que se expande y asciende. Si se
enfría, disminuye su volumen, se contrae y
desciende.
posee baja densidad. A mayor altitud, menordensidad
ejerce presión sobre la superficie terrestre: presión
atmosfrica.
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PAR3&$#R'S 43SIC'S
Parámetros básicos
El aire de las minas se asemeja a los gases
perfectos en cuanto a sus propiedades.
Densidad: cantidad de masa de aire contenida en
una unidad de volumen.
d = M / V = G / g V !"g seg# / m$% donde:
G = peso en "ilogramosg = aceleraci&n de la fuer'a de gravedad en m / seg#
M= masa en "g seg# / m
V= volumen en metros c(bicos.
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PAR3&$#R'S 43SIC'S
Parámetros básicos Peso espec)fico: γ del aire es el peso G del aire en
una de unidad de volumen.
γ
= G / v en "g/m*
El peso espec)fico usado en ventilaci&n de minases +,# "g/m*.
Este es el peso de + metro c(bico de aire, con la
presi&n de + atm&sfera a una temperatura de +-
0 una 1umedad de 23 4. 5ndica cuantas veces un gas es más pesado o más
liviano 6ue el aire.
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PAR3&$#R'S 43SIC'SParámetros básicos
Volumen espec)fico: es el volumen v epresado en metros c(bicosocupado por un "ilogramo de aire a una presi&n 0 temperatura dada.
v = + / G m* / "g
Presi&n: se epresa en atm&sferas absolutas.
7na atm&sfera absoluta es la presi&n p3 = +,3***"g / cm# de una columna de 823 mm de mercurio a 3 0 al nivel
del mar.
on el cambio de altura 0 de temperatura, la presi&n va
cambiando.
9ogP = 9ogP 5P = 823 mm ;g, presi&n a nivel del mar.5
a= altura sobre el nivel de mar.
P = presi&n en la altura a, mm de ;g.
< = temperatura media del aire entre el nivel del mar 0 el punto
considerado.
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PAR3&$#R'S 43SIC'S
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PAR3&$#R'S 43SIC'S
Viscosidad: resistencia del aire a los esfuer'os
tangenciales. @e utili'a en ventilaci&n para una temperatura de
+- . of. inematico de viscocidad = +,$$ +3
E- m#/seg.
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9a combinaci&n de las le0es de o0le Mariotte 0 de
Ga0 9ussac conduce a la Fecuaci&n general de
estado de los gases perfectos
p v = H < =
en 6ue H constante 6ue depende de la clase de gas.
H = #I,#8 para aire seco 0 $8,+ para vapor de agua.
9e0 de Dalton: la presi&n de una me'cla de gases 0
vapor de agua es igual a la suma de las presiones
parciales 6ue tendr)a cada gas por separado.
P = pi
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Peso espec)fico del aire: como γ = +/v 0 v = H
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γ = p / H < , peso espec)fico var)a con la presi&n 0 la temperatura.
Variaci&n de presi&n: @e debe a dos motivos:
diferencia de cotaK en +33 m de variaci&n de altura la variaci&n de
presi&n es de +*3 mm de c.a. @i es de +333 m la presi&n var)a en
+.*33 mm de c.a. p>rdidas de carga K son mu0 variables 0 dependen del tipo de
ventiladores 0 del tipo de instalaciones.
9a variaci&n de temperatura puede ser importante. 7na variaci&n de
#3 puede significar una variaci&n del peso espec)fico de 8 4. 7na diferencia de cota menor a #33 metros, mantiene un peso
espec)fico constante.
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,U&$*A* *$) AIR$
El aire siempre tiene cierta cantidad de agua.@eg(n la forma como se calcula la cantidad de vapor de agua
tenemos dos tipos de 1umedad.
;umedad absoluta: contenido de vapor de agua en gramos
en un metro c(bico de aire. mientras ma0or es la temperatura del aire, puede contener
ma0or cantidad de vapor de agua
;umedad relativa: es la relaci&n del contenido de vapor de
agua en gramos por metro c(bico con el máimo posible
6ue pueda contener a una temperatura dada. Se mide en
tantos por ciento.
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!jemplo:
Sea la indicación del termómetro seco "#$ y
del termómetro %&medo "'$, la diferencia #$.
Seg&n la tabla (, la )umedad relativa es *'+.
Seg&n la tabla ", del aire saturado a "#$contiene "-," gr de apor de agua. Su
%umedad absoluta es : "-," x ',*' / 0,#" gr.
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Ejemplo: @i 1a0 +3,$ gr/m* de vapor de agua a unatemperatura de +- 0 a una presi&n normal de 823 mm de
;g, el contenido máimo de vapor de agua Aen el punto de
saturaci&nB a esa temperatura es de +#,L gr/m*.
= 1umedad relativa = A+3,$ / +#,LB +33 = L+ 4.
9a 1umedad relativa del aire se mide con el psic&metro 0 el
1igr&metro.
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PSICR-&$#R'!s un aparato utili1ado en meteorología para medir
la %umedad relativa o contenido de vapor de agua en el aire.
2os psicrómetros constan de un termómetro de bulbo
%&medo y un termómetro de bulbo seco. 2a %umedad relativa
del aire se calcula a partir de la diferencia
de temperatura entre ambos aparatos.
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H%&'()*t'o
3ide la %umedad 4elativa del aire en base al cambio de
largo de un pelo, desprovisto de grasa. !l alargamiento y
acortamiento se transmiten por un sistema de palancas al
indicador de una escala graduada en + de )umedad
relativa.
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*$#$R&INACI-N *$) P$S'$SP$C60IC' *$) AIR$
!l peso especifico del aire puede ser
calculado de la siguiente forma:
5 6gr7m8
donde:
p / presión baromtrica, mm. de
)g5
t / temperatura del aire, $9.
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"
!l valor ms exacto se obtiene si se toma en cuenta la %umedad del aire.
6g73+ (
;onde : p presión baromtrica
tención del valor saturado a temperatura dada, mm de mercurio.
= 1umedad relativa
< / temperatura absoluta
!=!3>2?
9alcular el peso especifico del aire, si t / '$, p / 0## mm de mercurio, = 2- 4
Seg&n tabla para t / '$, / -,*# mm de mercurio reempla1ando:
+
/ ,"@ 6g73 , ( .
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&$*ICI-N *$ )A PR$SI-N $N $)IN#$RI'R *$ )A &INA7
!l instrumento que generalmente se
usa para medir la presión absoluta,
tanto en el interior de la mina como enla superficie, es el barómetro
aneroide. !l bar&metro aneroide es
un barómetro preciso y prctico donde
la presión atmosfrica deforma la
pared elstica de un cilindro en el quese %a %ec%o un vacío parcial, lo que a
su ve1 mueve una aguja
https://es.wikipedia.org/wiki/Bar%C3%B3metrohttps://es.wikipedia.org/wiki/Presi%C3%B3n_atmosf%C3%A9ricahttps://es.wikipedia.org/wiki/Presi%C3%B3n_atmosf%C3%A9ricahttps://es.wikipedia.org/wiki/Bar%C3%B3metro
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"(
!l barómetro corriente de mercurio, el barómetro de
estación y el barógrafo, por las dificultades de manejo y
gran sensibilidad, solamente son apropiados para las
mediciones en el exterior.
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MANÓMETRO ORDINARIO. ESTE INSTRUMENTO ESCOM-NMENTE COLOCADO AL LADO DE
VENTILADORES "RINCI"ALES CON UNA RAMA ENLA GALER$A DE VENTILACIÓN / LA OTRA ABIERTAAL EXTERIOR. "ARA AMORTIGUAR LAS #UERTESOSCILACIONES DEL AGUA DENTRO DEL TUBO SECOLOCAN TUBOS CA"ILARES EN LOS EXTREMOS
TAMBIÉN SE "UEDE RELLENAR CON "ERDIGONESLA CURVA DEL TUBO.
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MEDICION DE LADE"RECION2a importancia de la medida
de la diferencia de presiones
en una labor minera se basa
en la concentración del aire de
mina en cada labor5 y su
comportamiento debido a la
perdida de energía, poder,
densidad de aire, cantidades
de aire y dimensión de los
conductos de ventilación.
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INSTRUMENTOS DE MEDICION
;!>4!9B?3!
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BALANZA ANULAR9onsta de un anillo %ueco con una barra
en su centro, sobre la cual estn fijados
los prismas de apoyo
!n la parte inferior encontramos la pesa
que fija el limite de la medición.
2as pesas colocadas en la parte superior,
sirven para el balanceamiento del anillo.
2a placa y el tope limitan el ngulo de giro
!l anillo es llenado con agua %asta la
mitad
!n la parte superior el anillo se divide por
una membrana en dos partes, que secomunican con los tubitos conductores
2a diferencia de presiones de aire en
ambas partes , el agua se despla1a a lado
de la presión menor, produciendo un giro
al anillo que transmite a la aguja y al
aparato registrador.
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MICROMANOMETROSirve para la medición de
pequeDas depresiones de " a
@ mm, encontradas en la
ventilación natural de la mina,
son llenados con alco%ol.
Su funcionamiento se basa
en la inclinación del liquido
por el tubo mas estrec%o que
tiene una relación de
dimetro con el otro de
constante 0'' mm, siendo %
el sen de alfa,donde % es la
medida de la deprecion
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MICROMANOMETRO DEZAGI
9onsta de un recipiente en forma de cilindro que se
mueve libremente dentro de una abra1adera unida a un
soporte de fundición ,que tiene fijado a este un tubo
graduado, unido por dos mangueras una al exterior y la
otra al interior del cilindro.
2a posición del tubo graduado puede variar debido al
pasador con agujeros correspondientes a coeficientes
de inclinación E ',# , ',"# , ',"# senos de Angulo de
inclinación F .
>ara la medición de la depresión se coloca fuera de la
acción de la corriente directa, de forma %ori1ontal
mediante niveles.
Se conectan las tomas del micromanometro al conducto
de aire por mangueras, midiendo la depresión en la
toma 0 y la compresión en la toma G, para obtener la
temperatura se reali1a una segunda lectura.
2a diferencia de presión es: ): %iab mm de agua donde:
% : diferencia de dos lecturas
i: inclinación
a : peso especifico del alco%ol a temperatura de
medición, tomado de la curva de graduación
b: coeficiente de corrección, tomado del certificado del
micromanometro
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TUBOS MANOMETRICOS
>ara la transmisión de la
presión al instrumento se
utili1an las mangueras de #
a ' mm de dimetro y los
tubos manomtricos quesirven para la recepción
correcta de la presión
2a cabe1a expuesta al aire
contiene una abertura que
permite unir los tubos porun conducto con un
extremo y una abertura
anular con el otro extremo
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&edición de la velocidad delaire2a velocidad del aire en las galerías es un importante factor que
influye sobre el confort del personal.
>ara la medición de la velocidad del
aire en las minas se utili1an los Anemómetros y otros
instrumentos.
-
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AN$&-&$#R' *$PA)$#ASon pequeDos aeromotores, en los que una rueda de
paletas de aluminio, cuyo numero de revoluciones es
proporcional a la velocidad del aire, impulsa un mecanismo
indicador. !ste mecanismo tiene una graduación tal que
permite medir el camino recorrido por el aire, en metros, en
el tiempo de medición.
!ste instrumento se utili1a
para la medición de
velocidades entre '," y *
m7seg.
-
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AN$&-&$#R' S$NSI4)$ A PAR#$R&'$)8C#RIC'Se basa en la medición de la temperatura de un
par termoelctrico de una soldadura que escalentada mediante una resistencia.
A 13' * %'* 1o' 3o44' *3t 1%*'4*6o' )%*7t'3 )38*o6%44 t*7& * %'*)9o' 3*' 8'%6%(7 4*
t*)1*'t'; 4* *3t)7*' 3* 1*4* '*&%3t'' 8*o6%44. E 6)1o 4*t%%
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UBO DE HUMO
!ste sencillo instrumento permite determinar en forma rpida
y mas o menos exacta la dirección y velocidad de flujos lentos
de aire. !l aparato consiste en un tubo de vidrio de ' mm.
;e dimetro y @ cm. de largo, lleno con piedra póme1
granulada que %a sido tratada con cloruro estannico fumante. Al quebrar los extremos
%ermticamente sellados del tubo yal %acer pasar aire a travs de el,
por medio de una pera aspiradora,
se forma un %umo blanco de acido
estannico y clor%ídrico, en
presencia de la %umedad del aire.!l %umo producido, sale del tubo y
se mueve con la misma velocidad
del aire.
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Aplicable al movimiento estabili1ado de un liquido o gas ideal, no
compresible y sin viscosidad
Co73%4*'74o * )o8%)%*7to 4* >%4o 4*7t'o 4* 7 46to 4o74*?*)o3 4*@7%4o * 17to 9 4*t*')%7)o3 ot'o 17to 2 3%7t*7*' &'*&4o 7% 1*'4%4 4* >%4o *7 *3* t'9*6to B*'7o%4%6*:
4o74*: 13 9 132 1'*3%o7*3 *3tt%6 *7 17to 9 2;
V 9 V2 8*o6%44 4* >%4o *7 17to 9 2; H 4*73%44 4* %'*; & 6**'6%(7 4* &'8*44; Z 9 Z2 t' &*o43%6 4* o3 17to3 9 2.
LE/ DE BERNOULLI
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E t*o'*) 4* *3t* 4*3t64o 6%*7t@6o *3t*6%( *1'%76%1%o 4* 6o73*'86%(7 4* *7*'& *F1'*374o* t' 4* 6'& tot 4* 7 >%4o * 6%'61o' 6%*' 3%3t*) 3* )7t*74' 6o73t7t* 3% 7o?9 1*'4%4 1o' 'o%4o.
L t' 4* 6'& tot *3 %& 3) 4* 3t'3 4* 6'& *3tt%6 t' 4* 1'*3%(7 6%7t%6t' 4* 8*o6%44 9 4* **86%(7 t'&*o43%6:
?t ?3 J ?8 J ?< R**)1%4o *6 %4*7t%@6'*)o3 6o)o t*74'*)o3:1t 13 J 18 J 1
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&'.I&I$N#' )A&INAR +#UR4U)$N#'7
!l movimiento lento del aire, que se compone de %ilos separados
que no se me1clan entre si y se mueven paralelamente, se
denomina laminar .
Si la velocidad del aire aumenta, los %ilos comien1an a me1clarse
entre si, formando torbellinos. In movimiento tal se denomina
turbulento.
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!l movimiento laminar se presentan en las minas muy rara
ve1, por ejemplo, durante el movimiento del aire a travs
del relleno compacto. !n casi todas las labores mineras en
que la velocidad del aire sobrepasa algunos centímetros
por segundo, su movimiento del aire es turbulento.
Adems de estos dos casos de movimiento del aire, existe
el movimiento intermedio, como aquel del aire a travs de
los tabiques de maderas y de piedras, o a travs del
espacio explotado y del relleno no compactado, etc.
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$S#'S &'.I&I$N#'S *$ )'S 0)UI*'S0U$R'N $S#U*IA*'S P'R R$IN')*
9R$:( *$#$R&INAN*' %U$;
Siendo
:
donde:
; / dimensión fundamental del ducto, m
/ velocidad del fluido, m7seg / viscosidad cinemtica, m"7seg.
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E7 8*7t%6%(7 4* )%73 3%*)1'*
t*74'*)o3 7 R* )9o' * .000 1o' ot7to * )o8%)%*7to 3*' t'*7to t6o)o 3* 4%o!jemplo: Si
/ m7seg5
; / ",' m5
n / ,@@J 'K# m"7seg. Et/ # $9F
4e / L ",' L'#7,@@ / (-.'''
Mlujo
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Nracias
por su atención