Clase 2 VENTILACION Resistencia

Flujo de aire a través
de galerías y ductos
MI57G- Ventilación de minas
R Castro
Semestre Otoño 2007

Contenidos

Ecuación de energía en fluidos
 Perdida de presión en minas
 Estado del flujo en galerías
 Calculo de perdidas de presión


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Ecuación de Energía en fluidos

Energía Total 1 = Energia 2 + Perdidas por el flujo de 1-2

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Ecuacionde energia
Ecuación de Bernoulli
2
1

2
2

p1 V
p2 V

 Z1 

 Z2  Hl
w 2g
w 2g
H t1  H t 2  H l
H s1  H v1  H z1  H s 2  H v 2  H z 2  H l
Ecuación de equivalencia

H1w1  H 2 w2
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Ecuación simplificada para
ventilación
p1 V12 p2 V22



 Hl
w 2g w 2g
H t1  H t 2  H l
H s1  H v1  H s 2  H v 2  H l
•Se consideran la presión relativa a la atmosféricaen el punto de
medida
•Ocurre una excepción cuando se usa ventilación natural ya que
se debe considerar las diferencias por cota
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RESISTENCIA AL MOVIMIENTO DEL AIRE

“Siempre un fluido se va a mover
desde un punto de mayor presión a
otro de menor presión.”
“La diferencia de presión en
ventilación se expresa en mm de
columna de agua (H)”

RESISTENCIA AL MOVIMIENTO DELAIRE


CAIDA DE PRESION
Es más importante determinar la diferencia de presión entre dos puntos
que la determinación de la presión en ellos.
El flujo de aire se origina porque existe una diferencia de presión entre dos
puntos del sistema y para poder lograr esta diferencia es necesario agregar
energía al sistema.
Esta energía es consumida en superar las perdidas de energia del sistema
Hl.
Unidadesde medida
Milimetros de caida de agua: mm H2O
Pascal o Kilopascal=Pa
1 mm H2O=248,84 Pa

Perdidas de Presion (Hl)



Estas resistencias originan una caída o pérdida de presión, llamada
H y que está dada en mm de columna de agua o Pascal ( 1mm Pa)
Las pérdidas de presión están formadas por dos componentes:
pérdidas por fricción y pérdidas por choque
H = Hf + Hx
Pérdidas por fricción, representanlas pérdidas de presión en el
flujo lineal a lo largo del ducto y es producida por el roce del aire
con las paredes del ducto.
Pérdidas por choque son de origen local, producidas por
accidentes como cambio de área, bifurcaciones, uniones,
obstrucciones, cambios de dirección, etc.

La energia que se suple al sistema esta

Presiones en una mina
1. Caída de presión estática (Hs)
Hs(mina)=Hf+ Hx
2.Caída de presión por velocidad (Hv)
3. Caída total:
Hmina=Hs+Hv

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Caida de presion

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Sistema inyector

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Sistema extractor

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Sistema tipo booster

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Tipo de aire en una mina

Numero de
Reynolds

N RE
N RE

 DV DV




 67, 28 DV

Nre> 4000 (flujo turbulento)
•Enminas importa que se produzca flujo turbulento NRE> 4000 para
asegurar dispersión y remoción de contaminantes
•Para la mina se estará casi siempre en flujo turbulento
•Flujo laminar puede existir en perdida a través de puertas, o cuando el
aire pasa a través del relleno
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RESISTENCIA AL MOVIMIENTO DEL AIRE POR
FRICCION HF


En fluido-dinámica la perdida por fricción estadada por:

LV 2
Hl  f
D2 g
Para el caso de minas
Atkinson:

KOLQ 2
Hl 
A3

O = perimetro de la excavación
A= area de la excavación
L= largo de la excavación
Q= caudal (m/s)

F depende del
numero de Re

K es constante

Rango de valores de K para minería metálica

Se multiplican valores de tabla x 1.855 10^6
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RESISTENCIA AL MOVIMIENTO DEL AIRE



K en tablas esStandard.
Se corrige por cambio en peso especifico
del aire:

K corregido

w
 K tabla (
)
1, 201

RESISTENCIA AL MOVIMIENTO DEL AIRE


El cálculo de K usando la experimentación en terreno se
hace por la fórmula:

KOLQ
Hl 
3
A

2



Todos los parámetros que intervienen pueden ser
determinados en terreno.



Si se trata de un proyecto donde no hay datos de terreno,
se usan los datos de las tablas....