KWALIFIKACJA GIW9 - CZERWIEC 2014

PYTANIE NR 3.
W wyrobisku korytarzowym przepływa Q = 80 m3/s powietrza, które płynie z maksymalną dopuszczoną przepisami prędkością v = 8 m/s. Jaki jest przekrój S w świetle obudowy tego wyrobiska?
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Korzystamy z zależności na strumień objętości: Q = v·S. Stąd S = Q/v. Po podstawieniu danych otrzymujemy S = 80/(8) = 10 m2. Wynik oznacza pole przekroju w świetle obudowy potrzebne, aby przy danym przepływie nie przekroczyć założonej prędkości powietrza.

Pełne wyjaśnienie:

W zadaniu podano strumień objętościowy powietrza Q (ile metrów sześciennych powietrza przepływa w ciągu sekundy) oraz prędkość przepływu v. W wentylacji wyrobisk korytarzowych te wielkości łączy prosta zależność wynikająca z równania ciągłości:

Q = v · S

gdzie S to pole przekroju wyrobiska w świetle obudowy. Aby wyznaczyć przekrój, trzeba przekształcić wzór:

S = Q / v

Następnie podstawiamy wartości liczbowe:

  • Q = 80 m3/s
  • v = 8 m/s

Obliczenie:

80 / 8 = 10, więc S = 10 m2.

Dlaczego pozostałe odpowiedzi są błędne? 8 m2, 6 m2 i 12 m2 nie spełniają relacji Q=v·S dla podanych danych. Gdyby przekrój był mniejszy (np. 6 lub 8 m2), to przy tym samym Q prędkość musiałaby wzrosnąć (v=Q/S), co zwiększa ryzyko przekroczenia założonego limitu. Z kolei większy przekrój (np. 12 m2) dawałby mniejszą prędkość niż 8 m/s, ale nie odpowiada wynikowi obliczeń z podanych wartości.

Wskazówka egzaminacyjna: zawsze sprawdzaj jednostki. Jeśli dzielisz m3/s przez m/s, otrzymujesz m2, czyli pole przekroju. To szybki test poprawności przekształcenia wzoru.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Użyj zależności Q = v · S, gdzie Q to strumień objętości (m3/s), v to prędkość (m/s), a S to pole przekroju (m2). Po przekształceniu: S = Q / v. To podstawowy wzór w obliczeniach wentylacyjnych.
To praktyczna postać równania ciągłości: ilość powietrza przepływająca w jednostce czasu przez przekrój zależy od tego, jak duży jest przekrój i jak szybko płynie powietrze. W wyrobisku o stałym przekroju pozwala szybko ocenić, czy prędkość nie będzie zbyt duża dla danego wydatku.
Oznacza, że w każdej sekundzie przez dany przekrój wyrobiska przepływa łącznie 80 m3 powietrza. To nie jest prędkość, tylko strumień objętościowy. Częsty błąd to mylenie Q z v — dlatego warto zawsze zapisywać jednostki przy danych.
Jeśli liczysz S = Q / v, to jednostki powinny się "skrócić" do pola: (m3/s) / (m/s) = m2. Gdy wychodzą inne jednostki, to zwykle oznacza zły wzór albo pomyłkę w przepisywaniu danych.
Tak. Z tego samego wzoru: v = Q / S. W praktyce kopalnianej to ważne do kontroli, czy przy zadanym wydatku powietrza i konkretnym przekroju wyrobiska prędkość nie przekroczy wartości dopuszczalnych w danym miejscu.
Przy stałym strumieniu Q powietrze "musi się zmieścić" w mniejszym polu przepływu. Matematycznie wynika to z v = Q / S: gdy S maleje, v rośnie. Wzrost prędkości może powodować większe opory, hałas, unoszenie pyłu i przekroczenie limitów organizacyjno-bezpieczeństwowych.
Najczęstsze są: pomylenie wzoru (np. wpisanie S = v/Q), błędne dzielenie (80/8 policzone niewłaściwie) oraz pomijanie jednostek. Pomaga szybka kontrola: wynik musi wyjść w m2 i powinien rosnąć, gdy rośnie Q, a maleć, gdy rośnie v.
Przy projektowaniu i ocenie wentylacji rejonu, doborze parametrów wyrobisk i kontroli warunków przepływu. Takie obliczenia są też przydatne przy analizie zmian: gdy rośnie wymagany wydatek powietrza, można oszacować, czy przekrój (w świetle obudowy) jest wystarczający dla założonej prędkości.
Można zrobić szybkie przybliżenie, ale i tak warto policzyć. Ponieważ 80 jest wielokrotnością 8, dzielenie jest proste: 80/8 = 10. Jeśli na egzaminie widzisz takie liczby, to często sygnał, że zadanie ma być szybkim sprawdzeniem umiejętności użycia właściwego wzoru.
"W świetle obudowy" oznacza realną przestrzeń przepływu po uwzględnieniu elementów obudowy, czyli efektywny przekrój dostępny dla powietrza. To nie musi być to samo co przekrój projektowy "w caliźnie". W zadaniach wentylacyjnych zwykle chodzi o pole, przez które faktycznie płynie powietrze.
info

Statystycznie 61% uczniów zna prawidłową odpowiedź. średnie

Specjaliści zwracają uwagę: "Korzystamy z zależności na strumień objętości: Q = v·S."

Źródła:

  • Wikipedia: "Natężenie przepływu" (zależność Q = v·A), https://pl.wikipedia.org/wiki/Nat%C4%99%C5%BCenie_przep%C5%82ywu - dostęp 2026-03-02
  • Wikipedia: "Równanie ciągłości", https://pl.wikipedia.org/wiki/R%C3%B3wnanie_ci%C4%85g%C5%82o%C5%9Bci - dostęp 2026-03-02
  • The Engineering ToolBox: "Flow Rate", https://www.engineeringtoolbox.com/flow-rate-d_51.html - dostęp 2026-03-02

Materiały:

  • Podręczniki i skrypty z wentylacji kopalń (działy: strumień objętości, prędkość, przekrój wyrobiska)
  • Materiały dydaktyczne z mechaniki płynów: równanie ciągłości i strumień objętościowy
  • Zestawy zadań rachunkowych z wentylacji wyrobisk (zadania na Q=v·S i przekształcenia jednostek)

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego