Software Ventsim Visual para sistemas de aire en minas • programa Ventsim Visual, herramienta para la simulación de flujos de aire, presión y el diseño de los costos de las redes de ventilación de las unidades mineras subterráneas. este software permite modelar la mina en 3D, es decir, construir virtualmente todas las redes, adicionar parámetros, ver el manejo de los ventiladores, simular flujos de aire y estimar resultados. • Asimismo, analizar la recirculación de flujos y la ventilación natural; representar la simulación termodinámica, contaminantes y gases; visualizar los ventiladores en serie y paralelo del circuito principal, secundario y auxiliar; y lo más importante calcular los costos. • “Para la optimización financiera, el Ventsim Visual determina los diámetros necesarios para la excavación de las chimeneas a superficie, el mining capital cost y el costo de energía proyectado durante los años de la vida útil de la mina. Del mismo modo, con esta herramienta se puede estimar el ahorro potencial anual antes de iniciar los trabajos”, este software se diferencia de los que se ofrecen en el mercado, dado que muestra imágenes dinámicas del movimiento de los flujos y la concentración de gases críticos en las labores. • servicio de diagnóstico de las condiciones actuales de las minas y propone mejores prácticas para cumplir con las normas nacionales e internacionales de seguridad, alineando los objetivos de la empresa con la optimización de su rentabilidad. “Dentro de la organización contamos con representaciones y la participación de profesionales con experiencia en las operaciones y el manejo de la gestión industrial de unidades mineras auríferas y polimetálicas. Actualmente, trabajamos con la empresa colombiana MSO Industrial, que es la que aplica el programa Ventsim Visual”, agregó.
VENTSIM
Ventsim es un paquete de simulación de ventilación de una mina subterránea, diseñado para simular corrientes de aire (y muchos otros tipos de datos de ventilación) a partir de un modelo de red de las vías aéreas. Ventsim es el primer paquete de ventilación en integrar un diseño gráfico fácil de utilizar en Windows con el poder de los gráficos 3D que se encuentran sólo en los paquetes CAD de gama alta. Ventsim ha sido escrito para que el proceso de análisis de una red de ventilación sea tan fácil de usar como sea posible, mediante el uso de una interfaz totalmente gráfica usando ratón, y se ejecuta en PC’s universalmente populares en Microsoft Windows. Ventsim permite un fácil acceso tanto para personas con experiencia y novatos para el modelado de ventilación, y permite la fácil creación, interpretación, y manipulación de las redes de las vías aéreas.
Ya sea para un simple análisis de red local
O el análisis de una red más compleja
Características de Ventsim •
Se pueden introducir en una red hasta 20.000 ramales individuales.
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Incluye hasta 250 diferentes tipos de ventiladores, con su respectiva eficiencia que puede ser modelado dentro de la red.
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Puede ser utilizado con hasta 1000 diferentes niveles de las vías aéreas.
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Las redes pueden ser fácilmente creados a escala real en tres dimensiones, simplemente dibujando las vías aéreas con el clic del ratón.
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Permite la rotación 3D del modelo para que el cual sea rotado en tiempo real para ayudar en la visualización y la creación.
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Permite realizar la simulación de contaminantes y simulaciones de humo o gases a través de una mina.
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Importación y Exportación de ASCII o DXF datos de hojas de cálculo o de otro tipo CAD o paquetes de Planificación Minera.
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La carga de modelado en los reguladores y muros herméticos.
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La presión de modelado de los ventiladores y los flujos de aire fijo.
Estas características proporcionan al usuario las herramientas necesarias para:
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Simular y proporcionar un registro de los flujos en una mina existente. Realiza "¿qué pasaría si" simulaciones para planificar un nuevo desarrollo.
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Ayuda en la planificación a corto y largo plazo de las necesidades
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ventilación. •
Participa en la selección de tipos y tamaños de ventiladores para ventilación de la mina.
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Ayuda en la elección de ventiladores de desarrollo y tamaño de la bolsa de ventilación.
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Participa en el análisis financiero de las opciones de ventilación.
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Simulación de trayectorias y concentraciones de humo, polvo o gas para la planificación de situaciones de emergencia.
Ventsim permite, ya sea la importación de un archivo DXF y la conversión al formato Ventsim o crear directamente un diseño en Ventsim. La conversión es automática, y hay tres herramientas de filtrado para la limpieza del archivo. Ventsim considera cada sección entre dos puntos como vía aérea por separado. Para reducir el número de conductos de ventilación simplificando la función combinándola con un conjunto de longitudes equivalentes de las vías de ventilación. Los cálculos de ventilación se producen con los mismos resultados pero con menos desorden en la pantalla. La "unión" del filtro conecta los conductos de ventilación, cuyos extremos están cerca de tocarse. Esto permite un
circuito de ventilación adecuado para crear e identificar los extremos sueltos. La tercera herramienta de filtrado elimina segmentos duplicados y apunta a eliminar la posibilidad de realizar los cálculos de la misma partida dos veces. Estas tres herramientas se pueden ejecutar muy rápidamente para preparar el modelo para la simulación.
Un circuito en Ventsim debe tener una entrada de la superficie y una salida, o ya sea multiples. Un circuito cerrado también es posible, pero no es práctico para la minería subterránea. Las direcciones de las partidas se pueden ajustar para que coincida con la dirección prevista del flujo de aire.
Ventsim también tiene partida automática de las direcciones que se basan en el flujo de la cantidad de aire natural cuando los ventiladores están configurados La simulación del flujo de aire se puede configurar de varias maneras, por la adición de los ventiladores, cada uno con curvas de ventiladorindividual, estableciendo un flujo fijo de una partida o un ajuste de presión fija en una partida. Mediante el uso de un circuito de selección deventiladores realistas se
pueden crear con la cantidad de flujo de aire que en realidad sería creado por el ventilador con la resistencia de minasdado. Una vez que la simulación de flujo de aire es completado se puede utilizar otros paquetes como termodinámica, contaminantes, las partículas de diesel, recirculación y finanzas
El simulador termodinámico es un paquete de gran alcance puede incorporar la temperatura de la superficie, la temperatura de la roca que varía con la profundidad, la producción de calor de equipos y unidades de refrigeración. Las temperaturas se calcularán para cada sección dela vía aérea, con un caudal de temperatura alrededor de la mina. Los puntos de acceso pueden ser identificados y las soluciones para la refrigeración de esas zonas se pueden crear. El costo de las unidades de aire acondicionado se añadirá en la potencia final y cálculosfinancieros.
La calculadora financiera ayuda a estimar los costos basados en el ventilador y la potencia del calentador / enfriador. También hay una herramienta que puede optimizar el tamaño de la partida sobre la base de costos para extracción y los costos para ventilar. Puede haber un pequeño aumento económico para la mina, pero cuando el flujo de aire es alto es empujado a través de ella el costo adicional de alimentación del ventilador puede dar mayor ahorro. Esta herramienta se puede utilizar en cualquiera o todas las partidas para optimizar únicamente los costos de ventilación sobre la vida de la mina versus los costos de extracción.
La herramienta partículas de diesel permite hacer todos los cálculos de las vías aéreas basados en el funcionamiento de todos los equipossubterráneos. Esto puede identificar áreas de trabajo que no son seguras o que requieren mayor flujo de aire. Esta herramienta puede también utilizarse para convencer a los clientes potenciales de las condiciones de seguridad en el trabajo subterráneo planificado.
La herramienta contaminante se utiliza para mostrar de manera similar los niveles de cualquier contaminante a lo largo de todas las vías aéreas. Los contaminantes pueden variar desde el humo de fumar hasta el humo de la explosión de gases. Estas simulaciones pueden ser útiles para probar el plan de la mina en una variedad de situaciones. La herramienta de recirculación también se puede ejecutar después de cualquiera de estos para probar si el aire está siendo reutilizado de una vía aérea a otra.
Representación visual Ventsim tiene un entorno totalmente en 3D que se navega con el ratón. Simple y movimientos intuitivos hacen que sea muy fácil de mirar a su alrededor. Con un solo click del botón izquierdo del ratón recentra la pantalla mientras se arrastra con el botón que gira alrededor de ese punto.El zoom es controlado por la rueda del ratón hacia arriba y hacia abajo. La toma panorámica en XY se logra sujetando los dos botones del ratón, y el plano Z sujetando shift. Esto permite al usuario alcanzar rápidamente cualquier punto de vista necesario. Hay una barra de menú en la parte superior de la pantalla con todas las funciones disponibles, así como una barra de herramientas con iconos que representan funcionescomunes.
Haciendo clic derecho en la vía aérea también permite programar funciones a realizar para cada partida desde un cuadro emergente de la barra de herramientas. Las funciones se pueden ejecutar en múltiples partidas haciendo clic en la función arrastrando un cuadro de selección.Hay una opción para separar las partidas en las diferentes capas que se puede activar o desactivar la pantalla. El color de la vía aérea escontrolado
por un administrador de color que crea una leyenda y un rango de valores para cualquier parámetro de la partida que el usuarioelige. Por ejemplo, el calor en una mina se puede ver visualmente, mostrando la temperatura de bulbo seco en colores. Cualquiera de estosvalores también se puede mostrar en forma de número por encima de cada uno de las vías aéreas.
Administrador de color configurado para mostrar el calor en las partidas Resultados Los resultados de Ventsim son principalmente imágenes del modelo y un resumen informe de la mina. El informe de síntesis da detalles tales como: flujo de aire total, la potencia del ventilador, el costo de energía (al año), los detalles del ventilador, la resistencia del circuito de aire, la energía total de calor de entrada y salida, etc. Este informe da todos los detalles de todas las funciones que se realizaron en el programa.
FACULTAD DE INGENIERÍA DE MINAS INTRODUCCIÓN
Hay muchos programas diferentes de ventilación disponibles en el mercado hoy en
día, con
una
gama de habilidades y
funcionalidades. Dos
de los principales software son VnetPC y Ventsim. Ambos paquetes permiten la de ventilación subterránea al intuitivas.VnetPC se
simulación exacta de tiempo
que
los circuitos
ofrece interfaces
puede
de
usuario
combinar con los
programas ClimSim, MineFire y DuctSim para permitir la funcionalidad completa. Ventsim se comprar con diferentes niveles
de licencia que permiten
puede a cualquier
parte de
una simulación de ventilación de base para el paquete avanzadocompletamente funcional como termodinámica, finanzas, partículas de diesel y recirculación. Este trabajo examinará ambos software desde elpunto de vista de la funcionalidad, la representación visual, los productos, y la facilidad de uso.
JUSTIFICACIÓN El presente trabajo se ha desarrollado con la finalidad de conocer los SOFTWARE DE VENTILACIÓN MINERA, cuyo propósito es saber aplicarlos en nuestro campo laboral; así como para enriquecer los conocimientos obtenidos en el desarrollo del curso.
OBJETIVOS •
Conocer los diferentes programas de ventilación minera, saber para que sirven, que parámetros se utilizan además de poder entender los diferentes métodos de cálculos en la etapa de ventilación en una mina subterránea.
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Ampliar los conocimientos mediante software para el diseño de sistemas de ventilación subterránea, ventilación de túneles largos, utilización de ventiladores auxiliares, ventilación secundaria, ventilación primaria, además del desarrollo del análisis computacional con el soporte del software.
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Entender mejor los mecanismos de optimización de la ventilación minera.
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Reducción de costos y tiempos en la ventilación minera a través de la simulación de diferentes softwares que existen en el mercado.
SOFTWARE PARA VENTILACIÓN MINERA La ventilación ha sido una preocupación primordial en las minas subterráneas en cientos de años, pero hasta la introducción del análisis de una red computarizada en los últimos 20-30 años, la planificación y modelado de la ventilación fue en gran parte un arte negro, basándose en la experiencia, conjeturas y cálculos extensos . Aun cuando los programas informáticos de ventilación permiten simulaciones de grandes redes subterráneas de las vías aéreas, el proceso de introducción e interpretación de los resultados sigue siendo un trabajo para expertos en la materia.
VNETPC
VnetPC es un simulador de redes de ventilación, está diseñado para ayudar al personal encargado de la planeación de sistemas de ventilación subterráneos. Al ser la opción más accesible y económica en la industria para los encargados de planeación de ventilación y compañías mineras, VnetPC sigue siendo el software de simulación de ventilación más usado del mercado. Al alimentarle datos que describen la geometría de la red de la mina, la resistencia de las vías de aire o sus dimensiones, y la ubicación de los ventiladores, así como las características de sus curvas de operación, el programa proporciona listas detalladas y representaciones gráficas de:
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Flujos de aire de ramal. Pérdidas de Presión por Fricción.
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Resistencia de Vías de Aire.
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Pérdidas de Potencia de Aire en las Vías de Aire.
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Costos de Ventilación de cada Vía de Aire.
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Puntos de Operación de los Ventiladores (Presiones y Flujos de Aire).
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Cargas de los Reguladores Necesarios y Ventiladores de Refuerzo.
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Aplicación y Usos VnetPC puede simular redes de ventilación existentes de manera que los puntos de operación de los ventiladores, las cantidades de flujo de aire y las pérdidas de presión por fricción se aproximen a los del sistema real. Esto se logra usando datos obtenidos en estudios de ventilación junto con información determinada de dimensiones de vías de aire y características ya conocidas. También se pueden desarrollar proyectos de instalaciones subterráneas usando VnetPC.
Dichas simulaciones se realizan incorporando datos físicos obtenidos de los planos conceptuales con parámetros de diseño documentados usados para
determinar la resistencia estimada de las vías de aire en la red. El rango de cargas de ventilador requeridas, flujos de aire, pérdidas de presión, costos de operación y ubicación de los controles de ventilación se pueden determinar para toda la duración de un proyecto realizando ejercicios de tiempo-fase. Las opciones con las que cuenta VnetPC permiten que se desplieguen en la pantalla esquemática, listas de producción, archivos de resultados y gráficas de datos alimentados y resultantes, de manera que el procedimiento de modelado se pueda documentar por completo. VnetPC puede importar archivos DXF y las convierten en vías aéreas. Se requiere que el usuario prepare los archivos DXF de AutoCAD u otro software para simplificar el modelo y conectar todos los extremos sueltos. El punto de inicio y final de dos líneas de conexión debe tenerexactamente las mismas coordenadas, o desplazamiento manual de los puntos serán necesarios en VnetPC. Cualquiera de los ventiladores ocantidades fijas se pueden configurar en las partidas para crear presión y permitir el movimiento del aire. El flujo de aire en otras partidas estácalculada automáticamente una vez que un ventilador o una cantidad fija este configurada. El aire fluirá naturalmente debido a la presión y laresistencia a menos que otros ventiladores o limitadores se utilicen. Los requisitos de ventilación y los parámetros se pueden configurar paracada partida para lograr el resultado deseado.
Los parámetros de ramales de vías aéreas se entroducen desde una hoja de cálculo tipo Excel. La resistencia de cada ramal se puede configurar con un valor de resistencia, la resistencia por longitud, usando un factor K o caída de presión sobre el caudal al cuadrado. La selección del usuario normalmente se basará en los datos disponibles. La longitud de partida, descarga por pérdida de longitud equivalente, área y perímetro son también todos añadidos en esta ventana. Las partidas se pueden configurar como de admisión, de escape osimplemente de forma predeterminada. Este puede configurar que las partidas puedan conectarse a la superficie. Una vez que el circuito deventilación se ha creado los datos pueden ser utilizados en otros programas de ventilación como Climsim, Ductsim y MineFire.
DUCTSIM
Software de simulación de sistemas de ventilación auxiliar, es el simulador de ventiladores y de conductos. Funciona de manera similar aClimsim, con entradas en tablas, pero también, con cuadros de diálogo. Un sistema de conductos se configura a lo largo del circuito de la mina con el flujo de aire y la presión calculada. La colocación del ventilador se puede configurar y ejecutar para comprobar los resultados, lo que permite al usuario determinar la configuración óptima del ventilador. Los resultados se presentan en forma de tablas, gráficos y ventanas para los ventiladores individuales. Simulation Software for Auxiliary Ventilation SystemsWhat is Duct Sim?What is DuctSIM?DuctSIM is a simulation program designed for both the mining and tunnelling industries to assist engineers and planners with the design and modelling of fan and duct systems . It provides a new user-friendly, cost-effective tool to quickly design, model, and analyze proposed or existing duct systems ranging from small secondary fan/duct installations to large series-fan systems. According to input data, the user is able to construct models and optimize them by considering duct type and diameter, shock losses, and the number, type and spacing of fans. Según datos de entrada, el usuario es capaz de construir y optimizar los modelos teniendo en cuenta el tipo y diámetro del conducto, las pérdidas de choque, y el número, tipo y el espaciamiento de los aficionados. The program may be used for initial design, or to help troubleshoot and improve existing duct installations. El programa puede ser utilizado para el diseño inicial, o para ayudar a solucionar problemas y mejorar las instalaciones de conductos existentes. It is useful in showing personnel the reasons behind a poor installation and ways to improve the system, resulting in safer working conditions.Es útil para mostrar el personal de las razones de una mala instalación y la forma de mejorar el sistema, lo que resulta en las condiciones de trabajo seguras.
Applications and UsesAplicaciones y usos. In any type of subsurface excavation, auxiliary ventilation systems represent a critical component of the overall ventilation scheme.En cualquier tipo de excavación del subsuelo, sistemas de ventilación auxiliares representan un componente esencial de la ventilación general de régimen.Without adequate secondary ventilation it is impossible to provide sufficient air to dead-end headings, no matter what the quantity or quality of air at the duct inlet. Sin una adecuada ventilación secundaria es imposible proporcionar suficiente aire en cantidad y calidad en el conducto de entrada. In modern mining and tunneling, face ventilation problems are compounded by the large amounts of mechanized diesel equipment, and longer overall development. The increased use of diesel engines results in heat, gas and diesel particulate matter, and the generally deeper excavations leads to higher strata heat loads. En la minería moderna y tuneles, nos enfrentamos a problemas de ventilación los cuales se ven agravados por la gran cantidad de equipos diesel mecanizados, y el desarrollo en general. El aumento en el uso de motores diesel, los cuales producen calor, gas y partículas diesel, y las excavaciones en general, mientras más profundas lleva a los indices más altos de produccion de calor. A properly designed auxiliary ventilation system helps to alleviate these safety concerns. Un sistema de ventilación auxiliar bien diseñado ayuda a aliviar estas preocupaciones de seguridad.
DuctSIM allows engineers to visualize the auxiliary system, the airflow trend, and the pressure trend along the entire duct profile . This is extremely useful in identifying problem areas or leakage paths, and in properly locating fans based on the duct profile to maximize airflow where it is desired.DuctSIM permite a los ingenieros visualizar los sistemas auxiliares, la tendencia del flujo de aire, y la tendencia de presión a lo largo de todo el conducto. Esto es muy útil en la identificación de zonas con problemas de fugas, y en la localización adecuada de los ventiladores para aumentar al máximo el flujo de aire que se desea,Design an optimum system, or show managers or shifters where an installation is substandard and could be upgraded to improve working conditions. y el diseño óptimo de un sistema actualizado para mejorar las condiciones de trabajo.
Key FeaturesCaracterísticas principales
1. Data entry through dialogue boxes and/or table views .Entrada de datos a través de cuadros de diálogo.
2. Simple, straightforward duct entry dialogues follow a logical progression to set up the system.Entrada simple y directa del conducto diálogos seguir una progresión lógica para configurar el sistema. Select the length, duct diameter, duct material, resistance based on the construction or quality of duct installation, and set up "zones" based on transitions in the duct. Seleccione la longitud, el diámetro del conducto, material de conductos, la resistencia basada en la calidad de la construcción o instalación de conductos, y la creación de "zonas", basado en las transiciones en el conducto.
3. The Shock Loss dialogue box is completely automated - no need to look up coefficients or perform calculations .El cuadro de diálogo de pérdida de choque es totalmente automatizado - no es necesario buscar coeficientes o realizar cálculos. Options are given for selecting entries and exits, smooth elbows, elbow miters, dampers, screens, and fixed resistances. Se dan opciones para la selección de entradas y salidas, sin problemas codos, codo miters, amortiguadores, pantallas, y las resistencias fijas.
4. Fan input allows the importation of fan curves from VnetPC fan file (.fdb) format , or standard table-style data input.Ventilador de entrada permite la importación de las curvas del ventilador VnetPC (archivo. FDB), el formato, estándar o de mesa al estilo de la introducción de datos. Fan curve and operating point are plotted on the fan results view. Curva de
funcionamiento del ventilador y el punto se representan gráficamente en la vista del ventilador resultado.
5. Complete design manual integrated with the program help files and user's manual . Includes formulas, shock loss coefficients, and the theory behind auxiliary system design, integrated with the complete explanation of program functions.Manual completo de diseño integrado con el programa de archivos de ayuda y manual del usuario. Incluye fórmulas, los coeficientes de pérdida de choque, y la teoría detrás de auxiliar de diseño del sistema, integrado con la explicación completa de funciones del programa.
6. Graphical representations of the fan/duct system, flow and pressure profile, and fan curves .Representaciones gráficas del ventilador /sistema de conductos, el flujo y el perfil de presión, ventilador y curvas.
7. Offered in dual units, Imperial and SI , including a conversion utility.Se ofrece en dos unidades, Imperial y SI, incluida una utilidad de conversión.
8. Printing of all input, results, and graphical views .Impresión de todos los insumos, resultados y puntos de vista gráfico.
Results view
Estudios sobre Acumulación de Presión de Aire en Piques Largos. Estudios de Flujos de Aire y Agua Usando Paquetes Computarizados de Dinámica de Fluidos (CFD); Diseño de Sistemas de Ventilación para Minas de Hundimiento y frentes largos. Estudios sobre Utilización de Ventiladores Primarios y Secundarios en Minas Metálicas y de Carbón. Implementación de Programas de Seguridad Industrial Minera.
CLIMSIM
Climsim es el simulador de termodinámica. El calor se agregó a la información en una hoja de cálculo tipo excel, una fila para cada vía aérea.La información introducida es similar a Ventsim, y las fuentes de calor de los equipos se pueden añadir a cualquier partida. Los cálculos deactualización de los valores de calor a lo largo de cada ruta de la vía aérea, se configuran mediante una ventana "fuente de aire"(“air source”).Las conexiones entre cada una de las vías aéreas se deben configurar manualmente desde esta ventana. Los resultados finales deben de saliren forma de una hoja de cálculo con los valores para cada vía aérea, así como gráficos de cualquiera de los parámetros.
MINEFIRE Congratulations!! Minefire es un simulador de contaminante y fuego. A diferencia de Climsim y Ductsim, Minefire funciona directamente con VnetPC e importarála ventilación esquemática de su mina. Minefire puede simular el humo y el calor resultante de un incendio a lo largo del circuito de ventilación,que muestra las cantidades en cada partida. También se puede utilizar para calcular los flujos de contaminantes y partículas de diesel a lo largo de las partidas.
CYTSOFT PSICROMÉTRICO
CYTSoft Psicrométrico gráfico es un programa gráfico psicrométrico interactivo e inteligente diseñado para industrias relacionadas con la termodinámica, en especial de climatización y refrigeración. Esto ayuda a los ingenieros a calcular, analizar, dibujar, editar, imprimir y exportar las condiciones de los procesos del aire húmedo con rapidez y precisión. Tradicionalmente, el aire húmedo se basa en una mezcla de dos gases ideales para la mayoría de los gráficos psicométricos y calculadoras. Por el contrario, CYTSoft Psicrométrico gráfico trata el aire seco, vapor de agua y el aire húmedo como GASES REALES para obtener una precisión mucho mayor y de grandes extensiones. Por lo tanto, este producto es especialmente útil cuando se requiere alta precisión.
Algoritmos Psicrométricos Este producto proporciona los datos más exactos y fiables basados en docenas de formulaciones desarrolladas por RW Hyland y Wexler A., en cuyos informes publicados por ASHRAE, el aire seco y vapor de agua y aire húmedo son tratados en los gases reales, en lugar de los gases ideales.
Rangos en unidades del SI: •
Presión barométrica: cualquier valor entre 20.000 y 500.000 Pa, o entre 150
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y 3750 mm Hg Temperatura de bulbo seco: -50 a 200 ° C
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Humedad relación: de 0 a 120 g (agua) / kg (aire seco)
Los rangos en los que las unidades-P: •
Presión barométrica: cualquier valor entre 2.9 y 72.5 psi, o entre 5.906 y
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inHg 147.65 Temperatura de bulbo seco: -58 a 392 º F
•
Humedad relación: de 0 a 0.120 libras (de agua) por libra (aire seco)
Características •
Tablas completamente personalizables
Usted puede personalizar casi todo lo de la carta para adaptarse a sus preferencias. La altitud, la presión, rango de temperatura de bulbo seco y de relación de alcance de humedad puede ser especificada por el usuario. Líneas y curvas para diferentes parámetros se muestran en diferentes colores, anchos, densidades y la visibilidad que puede ser cambiada por el usuario cuando sea necesario.
PROGRAMA DE VENTILACIÓN PRINCIPAL – VENPRI
AITEMIN ha desarrollado, mantiene y comercializa el programa VenPri, programa para diseño, simulación y cálculo de ventilación principal en minas y obras subterráneas.
Características generales:
Moderno programa para Windows (95, 98, NT, Millennium, 2000, XP, 2003, Vista). • •
Uso fácil e intuitivo, mediante menus e ícones. Presentación clara y completa, tanto en pantalla como en informes impresos.
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Calidad y precisión ampliamente comprobada en la práctica.
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Ayudas sensibles al contexto y manual incorporado.
Descripción:
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Permite introducir de modo sencillo los datos significativos de redes de
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ventilación y representarlas de modo gráfico. La estructura de datos se ha hecho extremadamente flexible evitando cualquier clase de limitaciones, ya sea en el número de ramas o el número o tipo de elementos que se pueden colocar en dichas ramas (ventiladores, puertas, etc.). Calcula los caudales de la red de ventilación, en función de la estructura de la red, las resistencias de las ramas, las curvas de respuesta de los ventiladores y otros factores. El método de cálculo es rápido y de convergencia asegurada.
Prestaciones:
Para facilitar la entrada de datos permite hacer estimaciones de las resistencias de las ramas en función de su tipo, características y geometría, aplicando unas tablas predefinidas válidas para la mayoría de los casos.
• •
Tiene en cuenta los efectos de la ventilación natural. Permite hacer el seguimiento de los gases que se desplazan por la red de ventilación y estimar las concentraciones de los gases en cualquier punto de la red tanto en régimen transitorio como estacionario.
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Puede utilizarse como herramienta de simulación para hacer estudios de ventilación, probando distintas variantes e incluso puede servir para diseñar planes de emergencia en casos de averías o de incendios
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Puede trabajar con sistemas de control en tiempo real de la ventilación, por haberse diseñado para poder comunicarse fácilmente con otros programas.
PROGRAMA DE VENTILACIÓN SECUNDARIA – VENSEC
El programa fue desarrollado en 1993 y funciona sobre Windows 3.1 o superior. Por tanto aunque es un programa para Windows el interfaz de usuario no es tan vistoso como el de aplicaciones más modernas, sin embargo es un programa muy probado en la minería del carbón y por tanto de gran fiabilidad.}
Características técnicas
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Es un programa para hacer los cálculos necesarios en el diseño de la
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ventilación de fondos de saco, admitiendo cualquier clase de instalación por complicada que sea, pudiendo haber varios ventiladores a lo largo del tubo, múltiples tipos de tubo y de juntas, ramificaciones, etc. Tiene en cuenta las curvas de respuesta de los ventiladores, las fugas, las recirculaciones, las caídas de presión tanto en los tubos como en la galería, etc.
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Los resultados se pueden presentar tanto en forma de texto como de gráfico.
El texto consiste en un extenso informe con todas las características de la instalación introducidas por el usuario y las magnitudes físicas calculadas más significativas de la instalación en funcionamiento.
En el gráfico se puede ver la distribución calculada de caudales y depresiones a lo largo de la instalación en funcionamiento, así como la potencia de trabajo de los ventiladores. Con una sola mirada a este gráfico el usuario puede tener una idea general del funcionamiento de la instalación.
Método de cálculo
El programa dispone de una amplia base de datos sobre parámetros físicos de tubos y juntas dependientes del estado de conservación y la calidad de la instalación. Con esta base de datos el usuario sólo necesita introducir los datos genéricos de su instalación. Sin embargo, si el usuario conoce los parámetros físicos de los tubos y sus juntas puede introducirlos directamente sin que el programa haga la estimación.
El método de cálculo numérico consiste en considerar caudal y presión constantes en tramos del tubo de pequeña longitud, donde se pierde un pequeño caudal, que se considera en el tramo siguiente. Para dichos tramos se utiliza la ecuación: h = r · q2, donde h es depresión, r resistencia y q caudal. El error al hacer esta consideración es muy pequeño al perderse poco caudal en un pequeño tramo del tubo.
Los ventiladores se caracterizan por tener una curva caudal-depresión que se introduce como una lista de puntos. Así, fijando un caudal a través del ventilador necesariamente debe haber una depresión que se calcula a partir de la curva.
Cuando hay varios ventiladores, el caudal y la depresión en el tubo deben hallarse de modo que se cumplan las ecuaciones de recorrido del tubo y las curvas de los ventiladores.
Se define la función H(c) como depresión necesaria en el comienzo de la instalación para estabilizar el sistema, cuando en el frente sale un caudal c.
Para hallar el resultado se busca el valor de c que haga H(c)=0, lo cual se hace por aproximaciones sucesivas.
El cálculo de la función H(c) se hace recorriendo el conducto por tramos, contabilizando incrementos o decrementos de caudal y depresión producidos por paso del aire, pérdidas y ventiladores. Características informáticas
Las características principales del programa son la facilidad para introducir y modificar datos, y la presentación comprensible de los resultados. Otras características destacables comunes a los programas Windows son: • •
Ventana principal sobre la cual aparecen las ventanas de trabajo. Menú en forma de cortina en la ventana principal con todas las opciones del programa.
•
Barra de botones gráficos con iconos para realizar todas las opciones del programa (redundante con el menú).
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Línea de estado con información de lo que hace cada botón gráfico u opción del menú sobre la que esté el ratón, en la parte inferior de la pantalla.
•
Uso de ventanas superpuestas para dar informaciones o hacer preguntas.
•
Acceso a la configuración de impresoras de Windows e impresión por cualquier impresora soportada por Windows (que se haya instalado previamente) de resultados de texto y gráficos.
•
Al salir del programa y si se ha modificado algún dato que no se ha salvado, se avisa al usuario, dando opción de salvar antes de salir.
•
Ayudas sensibles al contexto pulsando F1, y manual incorporado.
D.R.M.V (SOFTWARE PARA EL DIMENSIONAMIENTO DE UNA RED DE VENTILACIÓN DE MINAS UTILIZANDO EL MÉTODO DE HARDY CROSS)
En este trabajo se presenta un programa de computador (D.R.V.M) basado en el método de Hardy Cross para analizar redes cerradas de ventilación en la minería subterránea. La versión es una actualización del algoritmo planteado inicialmente por By y J Wang.
El algoritmo matricial es programado en Visual Fortran 2000 (Versión 6.1). Al código fuente inicial, se adicionó la subrutina para él calculo del tiro natural, un dimensionamiento general de cada variable con el fin de manejar rangos mayores, Además se implementa el sistema de unidades internacional y manejos de nuevos comandos como el INPUT y el OUTPUT de los datos, que hacen más poderosa la herramienta.
Al final se ilustra la aplicación del Método de Cross con un análisis del cálculo de redes de ventilación, y se muestran los resultados arrojados por el programa.
INTRODUCCION A L METODO HARDY CROSS EN REDES DE VENTILACION.
La distribución de aire en una red de ventilación se caracteriza por la siguiente ecuación:
Es la relación bien conocida entre la carga o depresión, el caudal y la resistencia aerodinámica del circuito.
El método de Cross se fundamenta en las dos leyes siguientes:
Ley de la continuidad: La suma algebraica de los caudales en un nodo de la red debe ser igual a 0.
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Ley de circulación (ley de conservación de energía): La suma algebraica de las pérdidas de presión y de las fuerzas aeromotrices (depresiones de ventiladores), medidas a lo largo de un circuito cerrado o malla es igual a 0.
Para cada malla se adoptará un sentido de recorrido determinado, se le atribuirá un sentido directo (dirección de caudales positivos) y uno inverso (caudales negativos).
Para una mayor comprensión definamos: B = Nº de derivaciones, ramas, brazos o galerías que comienzan y terminan en nodos. n = Nodos definidos por que en él se unen dos, tres o más ramas. m = Circuito cerrado de brazos, llamado mallas Red = Conjunto de mallas que definen un circuito
Entonces para una red mallada, que consta de "b" ramas y "n" nodos, el problema por resolver presenta "2b" incógnitas, que son los "b" caudales y las "b" caídas de presión "H". Entre éstas tenemos "b" características aerodinámicas de derivaciones, que son de segundo orden en "Q" y de forma:
Tenemos "n-1" ecuaciones según la ley de continuidad. Son "n-1" ya que el nodo "n" estará determinado por los otros. Además "b-(n-1)"ecuaciones por medio de la Ley de circulación. En consecuencia, debemos elegir en la red "b-(n-1)" mallas para las cuales se aplicará la condición
La resolución de tal sistema de "2b" ecuaciones con "2b" incógnitas, de las cuales la mayoría son de segundo orden, evidentemente es muy difícil, ya que las eliminaciones sucesivas de incógnitas conducirán a ecuaciones cuyo grado se haría más y más elevado.
De modo que estamos obligados a aplicar un método que, por iteraciones sucesivas, nos dé una serie de resultados más y más próximos a la solución exacta del sistema. El Método de Hardy Cross es un método iterativo que parte de la suposición de los caudales iniciales en los tramos, satisfaciendo la Ley de Continuidad en los nudos, los cuales corrige sucesivamente con un valor particular, , en cada interacción se debe calcular los nuevos caudales corregidos en los tramos de la red. Ello implica él calculo de los valores de R de cada unos de las ramas, el anterior procedimiento se realizara n veces hasta que la corrección sea aproximadamente cero, lo cual es agotador e ineficaz si se hace
con calculadora o manualmente. Mas aún, sabiendo que en la practica encontramos minas con muchas derivaciones o ramas.
El software (D.R.M.V) presentado trata de compensar estas falencias, haciendo sencillo y veloz el dimensionamiento de una red de ventilación de minas.
Solución de una red usando D.R.V.M
Esquema de la red de ventilación de una mina
Datos para la red usados por D.R.V.M.
Estos son los resultados que arroja D.R.V.M luego de ejecutar los datos
CONCLUSIONES
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Los presentes SOFTWARE; sirven para minimizar costos, optimizar y simular un proyecto antes de ejecutarlo.
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Llegar a obtener la mejor ventilación de las minas.
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Obtener el mejor ambiente de CONFORT.
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D.R.M.V se utiliza tanto para ventilación principal, como para ventilación secundaria.
