“Añode la Promoción de la Industria Responsable y del compromiso Climático“ Universidad Nacional San luís Gonzaga de Ica DEL PROPIEDADES FÍSICAS AIRE • CURSO: VENTILACIÓN DE MINAS • INGENIERO: ING. RUBÉN RIBERA CHÁVEZ • AÑO ACADEMICO: 5to • CICLO: IX • AÑO: 2016 INTEGRANTES: • • • • • • QUISPE RAMOS ,OSCAR ROMERO LAURA, DARCY MARSHELY CHACÓN SAAVEDRA, WILFREDO PARIONA ANYOSA, CRISTHIAN MUZAURIETA ROJAS, MILAGROS VAZQUEZ CHIPANA , ROCIO PROPIEDADES FISICAS DEL AIRE 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, menor densidad ejerce presión sobre la superficie terrestre: presión atmosférica. PARÁMETROS BÁSICOS 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 x V [kg seg2 / m4] donde: G = peso en kilogramos g = aceleración de la fuerza de gravedad en m / seg2 M= masa en kg x seg2 / m V= volumen en metros cúbicos. Indica cuantas veces un gas es más pesado o más liviano que el aire.PARÁMETROS BÁSICOS Parámetros básicos Peso específico: del aire es el peso G del aire en una de unidad de volumen. =G/v en kg/m3 El peso específico usado en ventilación de minas es 1. . con la presión de 1 atmósfera a una temperatura de 15 °C y una humedad de 60 %.2 kg/m3. Este es el peso de 1 metro cúbico de aire. LogP = LogPₒ Pₒ = 760 mm Hg. presión a nivel del mar.PARÁMETROS BÁSICOS Parámetros básicos Volumen específico: es el volumen v expresado en metros cúbicos ocupado por un kilogramo de aire a una presión y temperatura dada. a= altura sobre el nivel de mar. mm de Hg. Con el cambio de altura y de temperatura. T = temperatura media del aire entre el nivel del mar y el punto considerado. Una atmósfera absoluta es la presión p0 = 1. la presión va cambiando. v=1/G m3 / kg Presión: se expresa en atmósferas absolutas.0333 kg / cm2 de una columna de 760 mm de mercurio a 0°C y al nivel del mar. . P = presión en la altura a. Calor específico: cantidad de calor (en calorías) que se necesita para calentar 1 kg de gas de 0 a 1 °C. Para calentar G kilos de gas de la temperatura t1 a t2. T= t + 273 Se considera como temperatura normal 15 °C.PARÁMETROS BÁSICOS Temperatura: se expresa en °C en las Minas. se necesitan: W = G x c x ( t2 .t1 ) en que c = calor específico. c = 0.17 a volumen constante . A veces se utilizan también la temperatura Absoluta.24 a presión constante en kcal / kg x °C. en kcal/Kg grado C = 0. 44 x 10 E-5 m2/seg.PARÁMETROS BÁSICOS Viscosidad: resistencia del aire a los esfuerzos tangenciales. Se utiliza en ventilación para una temperatura de 15 °C. . Cinematico de viscocidad = 1. Cof. 00366 t) . desde cero grado. Se demuestra que v2 = v1 x (1+ 0.LEYES BASICAS DE LOS GASES Ley de Boyle Mariotte: a temperatura constante p1/p2 = v2/v1 = 1/2 Ley de Charles: a presión constante T1/T2 = v1/v2 = 2/1 Ley de Gay Lussac: a volumen constante p1/p2 = T1/T2 = 1/2 con el aumento o disminución de la temperatura en un grado. el volumen del gas aumenta o disminuye 1/273 de su volumen. P = pi . La combinación de las leyes de Boyle Mariotte y de Gay Lussac conduce a la “ecuación general de estado de los gases perfectos” pxv=RxT=K en que R constante que depende de la clase de gas. Ley de Dalton: la presión de una mezcla de gases y vapor de agua es igual a la suma de las presiones parciales que tendría cada gas por separado. R = 29.1 para vapor de agua.27 para aire seco y 47. Peso específico del aire: como = 1/v y v = R x T/ p por lo que = p/RT. En rigor el aire no es un gas perfecto. En un gas real p x v/ T = R x Z en que Z es el factor de compresibilidad. pero en ventilación de minas se acerca mucho a un gas perfecto. . Es compresible y viscoso. son muy variables y dependen del tipo de ventiladores y del tipo de instalaciones. mantiene un peso específico constante. = p / R x T .300 mm de c. La variación de temperatura puede ser importante. . pérdidas de carga . en 100 m de variación de altura la variación de presión es de 130 mm de c.a. peso específico varía con la presión y la temperatura. Variación de presión: Se debe a dos motivos: diferencia de cota. Una variación de 20 °C puede significar una variación del peso específico de 7 %. Si es de 1000 m la presión varía en 1. Una diferencia de cota menor a 200 metros.a. HUMEDAD DEL AIRE El aire siempre tiene cierta cantidad de agua. Se mide en tantos por ciento. mientras mayor es la temperatura del aire. Según la forma como se calcula la cantidad de vapor de agua tenemos dos tipos de humedad. puede contener mayor cantidad de vapor de agua Humedad relativa: es la relación del contenido de vapor de agua en gramos por metro cúbico con el máximo posible que pueda contener a una temperatura dada. . Humedad absoluta: contenido de vapor de agua en gramos en un metro cúbico de aire. . . 2 x 0. Ejemplo: Sea la indicación del termómetro seco 25° y del termómetro húmedo 20°.2 gr de Vapor de agua.52 gr. la diferencia 5°. Según la tabla 3.60 = 17. la Humedad relativa es 60%. . 1 del aire saturado a 25° contiene 29. Su humedad absoluta es : 29. Según la tabla 2. 8) x 100 = 81 %. = humedad relativa = (10.4 / 12. La humedad relativa del aire se mide con el psicómetro y el higrómetro. el contenido máximo de vapor de agua (en el punto de saturación) a esa temperatura es de 12.Ejemplo: Si hay 10.8 gr/m3.4 gr/m3 de vapor de agua a una temperatura de 15 °C y a una presión normal de 760 mm de Hg. . La humedad relativa del aire se calcula a partir de la diferencia de temperatura entre ambos aparatos. Los psicrómetros constan de un termómetro de bulbo húmedo y un termómetro de bulbo seco. .PSICRÓMETRO Es un aparato utilizado en meteorología para medir la humedad relativa o contenido de vapor de agua en el aire. El alargamiento y acortamiento se transmiten por un sistema de palancas al indicador de una escala graduada en % de Humedad relativa. desprovisto de grasa.Higrómetro Mide la humedad Relativa del aire en base al cambio de largo de un pelo. . °C. kgr/m³ donde: p = presión barométrica. mm. t = temperatura del aire. de Hg.DETERMINACIÓN DEL PESO ESPECÍFICO DEL AIRE El peso especifico del aire puede ser calculado de la siguiente forma: . . El valor más exacto se obtiene si se toma en cuenta la humedad del aire. 21 . si t = 10°.24 kg/M3 . = 65 % Según tabla para t = 10°. = 9.165 mm de mercurio reemplazando: ƴ Ƴ = 1. ƴ kg/M3 Donde : p presión barométrica tención del valor saturado a temperatura dada. mm de mercurio. p = 755 mm de mercurio. = humedad relativa T = temperatura absoluta EJEMPLO Calcular el peso especifico del aire. MEDICIÓN DE LA PRESIÓN EN EL INTERIOR DE LA MINA. lo que a su vez mueve una aguja . es el "barómetro aneroide". El barómetro aneroide es un barómetro preciso y práctico donde la presión atmosférica deforma la pared elástica de un cilindro en el que se ha hecho un vacío parcial. tanto en el interior de la mina como en la superficie. El instrumento que generalmente se usa para medir la presión absoluta. solamente son apropiados para las mediciones en el exterior. por las dificultades de manejo y gran sensibilidad.El barómetro corriente de mercurio. 23 . el barómetro de estación y el barógrafo. DENTRO DEL TUBO. ESTE INSTRUMENTO ES COMÚNMENTE COLOCADO AL LADO DE VENTILADORES PRINCIPALES. SE COLOCAN TUBOS CAPILARES EN LOS EXTREMOS.MANÓMETRO ORDINARIO. . TAMBIÉN SE PUEDE RELLENAR CON PERDIGONES LA CURVA DEL TUBO. PARA AMORTIGUAR LAS FUERTES OSCILACIONES DEL AGUA. CON UNA RAMA EN LA GALERÍA DE VENTILACIÓN Y LA OTRA ABIERTA AL EXTERIOR. MEDICION DE LA DEPRECION La importancia de la medida de la diferencia de presiones en una labor minera se basa en la concentración del aire de mina en cada labor. y su comportamiento debido a la perdida de energía. cantidades de aire y dimensión de los conductos de ventilación. poder. densidad de aire. . El tubo se llena con agua de color hasta el nivel cero. con un codo unido al canal del ventilador y el otro abierto.INSTRUMENTOS DE MEDICION DEPRECIOMETRO: es un tubo de vidrio en forma de u con diámetros de 5 a 10 mm. Para disminuir las fuertes oscilaciones del liquido. . la diferencia de presiones es la depresión existente del lugar INSTALACION: se instalan a lado del los ventiladores principales . del centro hacia ambos sentidos de manera ascendente y descendente. Debido a la diferencia de presiones el agua sube en uno de los codos por encima de cero y baja en el otro. sostenido sobre una placa de madera con una escala de 0 a 150 mm. se los une por tubos de caucho mediante cortos tubitos capilares. ambos lados del aparato se unen con mangueras de caucho. el agua se desplaza a lado de la presión menor.BALANZA ANULAR Consta de un anillo hueco con una barra en su centro. que se comunican con los tubitos conductores La diferencia de presiones de aire en ambas partes . produciendo un giro al anillo que transmite a la aguja y al aparato registrador. sobre la cual están fijados los prismas de apoyo En la parte inferior encontramos la pesa que fija el limite de la medición. La placa y el tope limitan el ángulo de giro El anillo es llenado con agua hasta la mitad En la parte superior el anillo se divide por una membrana en dos partes. sirven para el balanceamiento del anillo. . Las pesas colocadas en la parte superior. son llenados con alcohol. siendo h el sen de alfa. encontradas en la ventilación natural de la mina.donde h es la medida de la deprecion . Su funcionamiento se basa en la inclinación del liquido por el tubo mas estrecho que tiene una relación de diámetro con el otro de constante 700 mm.MICROMANOMETRO Sirve para la medición de pequeñas depresiones de 2 a 4 mm. unido por dos mangueras una al exterior y la otra al interior del cilindro.25 .125 senos de Angulo de inclinación ) . 0. La diferencia de presión es: H: hiab mm de agua donde: h : diferencia de dos lecturas i: inclinación a : peso especifico del alcohol a temperatura de medición. de forma horizontal mediante niveles.MICROMANOMETRO DE ZAGI Consta de un recipiente en forma de cilindro que se mueve libremente dentro de una abrazadera unida a un soporte de fundición . midiendo la depresión en la toma 7 y la compresión en la toma 8. Se conectan las tomas del micromanometro al conducto de aire por mangueras. 0.que tiene fijado a este un tubo graduado. tomado del certificado del micromanometro . para obtener la temperatura se realiza una segunda lectura. Para la medición de la depresión se coloca fuera de la acción de la corriente directa. La posición del tubo graduado puede variar debido al pasador con agujeros correspondientes a coeficientes de inclinación ( 0.5 . tomado de la curva de graduación b: coeficiente de corrección. TUBOS MANOMETRICOS Para la transmisión de la presión al instrumento se utilizan las mangueras de 5 a 10 mm de diámetro y los tubos manométricos que sirven para la recepción correcta de la presión La cabeza expuesta al aire contiene una abertura que permite unir los tubos por un conducto con un extremo y una abertura anular con el otro extremo . Para la medición de la velocidad del aire en las minas se utilizan los Anemómetros y otros instrumentos.Medición de la velocidad del aire La velocidad del aire en las galerías es un importante factor que influye sobre el confort del personal. . . Este instrumento se utiliza para la medición de velocidades entre 0.2 y 6 m/seg. cuyo numero de revoluciones es proporcional a la velocidad del aire. impulsa un mecanismo indicador. Este mecanismo tiene una graduación tal que permite medir el camino recorrido por el aire.ANEMÓMETRO DE PALETA Son pequeños aeromotores. en los que una rueda de paletas de aluminio. en el tiempo de medición. en metros. ANEMÓMETRO SENSIBLE A PAR TERMOELÉCTRICO Se basa en la medición de la temperatura de un par termoeléctrico de una soldadura que es calentada mediante una resistencia.5 . esta pierde calor. de esta manera se puede registrar la velocidad. El campo de utilización de este instrumento es de 0 a 1. Al pasar el aire por la soldadura. mientras mas velocidad tenga el aire mayor será la variación de temperatura. Al quebrar los extremos herméticamente sellados del tubo y al hacer pasar aire a través de el. . por medio de una pera aspiradora. De diámetro y 14 cm. se forma un humo blanco de acido estannico y clorhídrico.TUBO DE HUMO Este sencillo instrumento permite determinar en forma rápida y mas o menos exacta la dirección y velocidad de flujos lentos de aire. El humo producido. El aparato consiste en un tubo de vidrio de 10 mm. en presencia de la humedad del aire. lleno con piedra pómez granulada que ha sido tratada con cloruro estannico fumante. de largo. sale del tubo y se mueve con la misma velocidad del aire. .LEY DE BERNOULLI Aplicable al movimiento estabilizado de un liquido o gas ideal. Ф = densidad del aire. no compresible y sin viscosidad Considerando el movimiento del fluido dentro de un ducto donde hemos definido el punto "1" y determinamos otro punto "2". Bernoulli dice: donde: ps1 y ps2 = presiones estática en punto 1 y 2. sin tener agregado ni perdida de fluido en ese trayecto. V1 y V2 = velocidad del fluido en punto 1 y 2. g = aceleración de gravedad. Z1 y Z2 = altura geodésica de los puntos 1 y 2. el cual identificaremos como "1". tendremos: pt = ps1 + pv1 + pz1 . La altura de carga total es igual a la suma de las alturas de carga estática (altura de presión). El teorema de este destacado científico estableció el principio de conservación de la energía. expresando que la altura de carga total de un fluido que circula por cualquier sistema se mantendrá constante si no hay perdida por rozamiento. incorporación o perdida de fluido. cinética (altura de velocidad) y de elevación (altura geodésica): h t = h s + hv + h z Reemplazando las alturas de carga en función de las presiones en un lugar del movimiento del fluido. compresión. Un movimiento tal se denomina turbulento. . Si la velocidad del aire aumenta. se denomina laminar. los hilos comienzan a mezclarse entre si. El movimiento lento del aire. que se compone de hilos separados que no se mezclan entre si y se mueven paralelamente. formando torbellinos.MOVIMIENTO LAMINAR Y TURBULENTO. existe el movimiento intermedio. por ejemplo. o a través del espacio explotado y del relleno no compactado. .El movimiento laminar se presentan en las minas muy rara vez. En casi todas las labores mineras en que la velocidad del aire sobrepasa algunos centímetros por segundo. Además de estos dos casos de movimiento del aire. durante el movimiento del aire a través del relleno compacto. etc. su movimiento del aire es turbulento. como aquel del aire a través de los tabiques de maderas y de piedras. m/seg ᵧ = viscosidad cinemática.ESTOS MOVIMIENTOS DE LOS FLUIDOS FUERON ESTUDIADOS POR REINOLD (RE). m V = velocidad del fluido. DETERMINANDO QUE: Siendo : donde: D = dimensión fundamental del ducto. . m2/seg. En ventilación de minas. (t= 15 °C) Re = 1 * 2.000 "Flujo Turbulento" . D = 2.44” 10-5 m2/seg. n = 1. el movimiento ser turbulento. siempre tendremos un Re mayor que 4.0 m. tal como seEjemplo: Si dijo V = 1m/seg.0 *105/1.000. por lo tanto.44 = 139. Gracias por su atención .
Report "Ventilación - Propiedades Del Aire- Nuevo"