当前位置：文档之家 › 通风系统风量、风压的测量

通风系统风量、风压的测量

  • 格式：doc
  • 大小：523.00 KB
  • 文档页数：13

1 实验一 风管风压、风速、风量的测定

一、 实验目的

在通风除尘工程中，需要对系统中风压、风速及风量进行测定调整，使系统能在正常运行工况下工作。测量风压、风速及风量的方法有许多种，现场测定一般采用毕托测压管和不同种类的微压计或U型管来进行测量。

通过实验，使学生掌握风管截面的测点布置方法，熟悉风压、风速及风量测量仪表的结构及工作原理，掌握风压、风速及风量的测量方法和计算公式，为专业测试打下基础。

二、实验装置

通风系统综合测定实验装置如图1-1所示，该装置由风管、风机及测量箱组成。

图1-1 通风系统综合测定实验装置

实验系统的正压管段与负压管段均设有测压孔，可用毕托管直接在测量断面上进行测量。

在风机入口，出口侧各安装有测量风量的测量箱，在箱内安装有标准空气流量喷嘴，为了使测量段的空气流速场较为均匀、在喷咀前后各设有整流板，其穿孔率约为40％，测量箱断面尺寸按空气流速不大于O.76m／s考虑。

I号测量箱，安装有标准喷嘴计3个，其规格为： 2 D100 2个

D50 1个

实验系统风量可通过调节多叶调节阀来改变其大小。

三、实验原理及实验方法

(一) 毕托管与微压计测量风压、风速及风量

空气在风管中流动时，管内空气与管外空气存在有压力差，这个压力差是直接由风管管壁来承受的，称为静压Pj，就空气某一质点来说，所承受的静压的方向为四面八方。由于空气在风管内流动，形成一定的动压dP，即为气流的动能。

动压数学表达式 22dP（Pa）

或 gPd22P（OmmH2）

动压的方向为空气流动的方向。

静压与动压之和称为总压，数学表达式为

djqPPP（Pa）

在毕托管上有测量总压、静压的测孔，与微压计配合使用，就可测出流体的静压、总压与动压。静压和总压有正负之分，动压只为正值。在测量总压和静压时，如数值超过微压计的量程，则采用U型管压力计。

测出空气动压值后，即可求得相应的空气流速。

空气流速 dPv2（m/s）

或 dPgv2（m/s）

测出测量断面面积F及计算出空气的平均流速v后即可计算空气体积流量L。

vFL（sm/3）

或 vFL3600（hm/3）

空气的质量流量 vFLG（skg/） 3 或 vFG3600（hkg/）

式中：dP — 空气的动压（Pa）；

v — 空气的流速(m/s)；

v — 空气的平均流速(m/s)；

 — 测量断面上空气密度(kg/m3)；

 — 测量断面上空气比重(kgf/m3)；

dP — 用工程单位表示的空气动压（OmmH2）；

G — 重力加速度，g=9．807(m/s2)；

jP — 空气的静压（Pa)；

qP — 空气的总压（Pa)；

L/ — 用工程单位表示的空气体积流量（m3/h)；

G/ — 用工程单位表示的空气质量流量 (kg/h)。

在现场测定时，测量断面的选择是很重要的。测点应选择在气流比较平直、扰动较少的直管段上。如有弯头或三通等部件，则测点应选在这些部件之前大于2倍管道直径处；如在这些部件之后，应距这些部件大于4～5倍管道直径。在调节阀前后应避免布置测点。

管内静压的测定，除用毕托管外，也可直接在管壁上开一个小孔，焊接一测压短管测得。小孔径直径应小于2mm，钻孔应与管壁垂直，而且孔口内壁不应有毛刺。

在测定风压时，毕托管与微压计的连接方法应视测点位置是处于正压段还是负压段而定。当测点在通风机前的吸入段时，其总压及静压为负值，故其接管应与微压计的倾斜管的一端连接。当测点在通风机后的压出段时，其总压为正值，而静压视情况而定，一般情况下为正值。对于动压值，则不管测点在压出段或吸入段，其值永远是正值。

毕托管与微压计的接管，可参照图1-2所示，图中毕托管的总压端用“+”表示，静压端用“-”表示。

图1-2 毕托管与微压计的接管示意图 4 由于气流速度在管道断面上的分布是不均匀的，因此，在同一断面上必须进行多点测量，然后求出该断面的平均流速。

1、对于矩形管道，可将管道断面划分若干个等面积的小矩形，测点布置在每个小矩形的中心。小矩形每边的长度为200mm左右，使其面积不大于O.05m2，但其数目应不小于9个，如图1-3所示。

图1-3 矩形风管测点布置图 图1-4 圆形断面测点布置图

2、对于圆形管道，可将管道断面划分为若干个等面积的同心环，然后在环上的水平及垂直向布置测点，如图1-4所示。同心环的环数如下表1-1。

表1-1 同心环的环数划分

风管直径D（mm） ≤300 300~500 500~800 800~1100 >1100

划分的环数m 2 3 4 5 6

同心环上各测点距中心的距离按下式计算：

miRRi2120

式中： 0R — 风管的半径（mm）；

iR — 风管中心到第i点的距离（mm）；

i — 从风管中心算起的同心环顺序号；

M — 风管断面上划分的同心环数。

实际上在测定时，应求出各环测点至管壁的距离。各环测点至管壁的距离为：

31RRl 22RRl

13RRl 14RRl

25RRl 36RRl

各环测点至管壁的距离如图1-5所示。

5

图1-5 圆环测点布置图

各环测点至管壁的距离il也可直接用表1-2求得。

表1-2 各环测点至管壁的距离il

测点号 环 数

3 4 5 6

1 0.09R 0.07R 0.05R

0.04R

2 0.29R 0.21R 0.16R 0.13R

3 0.59R 0.39R 0.29R 0.24R

4 1.41R 0.65R 0.45R 0.35R

5 1.71R 1.35R 0.68R 0.5R

6 1.91R 1.61R 1.32R 0.71R

7 1.79R 1.55R 1.29R

8 1.93R 1.71R 1.50R

9 1.84R 1.65R

10 1.95R 1.76R

11 1.87R

12 1.96R

按上面的方法测得断面上各点动压后，应按下式求其平均动压：

221nPPPPdnddd

式中： n—测点数目。

取两轴线的动压平均值，即2bdadpdPPP。 6 在现场测量中，若测点处受涡流影响，使动压的某些读值为负值或零时，在计算中可视该点的读值为零。

管道内的平均总压可按下式求之：

nPPPPqnqqd21。

(二) 标准空气流量喷嘴测量风量

根据节流原理，流体流经节流装置时产生压差，而且流过的流量愈大，在节流装置前后所产生的压差也就愈大。故通过测量压差，即可计算出流量。

对于不可压缩流体，通过单个喷嘴的风量接下式计算：

PFL20 (m3/s)

PFG20 (kg/s)

式中： L — 通过单个喷嘴的空气体积流量(m3/s)；

G — 通过单个喷嘴的空气质量流量(kg/s)；

 — 喷嘴流量系数，根据表1-3查得；

F0 — 喷嘴的开孔面积(m2)；

△P — 喷嘴前后的静压差或喷嘴喉道处的动压(Pa)；

 — 喷嘴进口处的湿空气密度，可近似取相同状态的干空气密度(kg／m3)。

在工程上为简化计算，流量单位常采用m3/h或kg/h，喷嘴开孔直径单位常采用mm，压力、压差单位常采用mmH2O(kg／m2)，所以，对上述流量基本方程式进行处理后，得实用流量方程式，即为：

PdL201252.0 (m3/h)

或 PdG201252.0 （kg/h）

式中：g2410360001252.06；

D — 喷嘴的开孔直径（mm）；

△P/ — 喷嘴前后的静压差或喷嘴喉道处的动压（mmH2O）。

7 表1-3 喷嘴流量系数表值

eR  eR  eR 

40.00 0.973 80.00 0.983 250．OO 0.993

50.00 0.977 100.00 O．985 300.00 O．994

60.00 O．979 150.00 O．988 350.00

0.994

70.00 0.981 200.00 O．991

表中： VdRe

V — 喷嘴喉部空气流速，测量时要求15≤V≤35．5(m／s)；

D — 喷嘴喉部即开孔直径(m)；

 一 空气的运动粘性系数(m2／s)。

当使用一个以上的喷嘴时，总风量为通过各单个喷嘴风量的总和。

（三) 用进口流量管测量风量（扩展）

进口流量管安装在系统风管的入口处，根据节流原理，流体被吸进流量管后，沿着渐缩的型面逐步加速，而静压降低。而且压差与流量有关。进口流量管的进口线型光洁，流体通过时流场均匀，阻力较小，而且结构简单、计算方便。进口流量管见图1-6所示。

图1-6 进口流量管

列端面0—0和断面I—I之间的伯努利方程为：

22221VVPB

得 )(2111PBV

由于 jPBP1 8 故流速公式又为：

jjPPBBV211)(211

式中：B — 大气压力(Pa)；

P1 — 测定断面空气的绝对压力(Pa)；

jP — 测定断面上静压测孔所测得的静压，即真空度(Pa)；

 — 进口流量管的阻力系数；

 — 空气密度（kg/m3）。

令11为流速系数，经实验测定本系统安装的流量管流速系数为99.0。

因此，通过流量管的风量：

jPFVFL2 （m3/s）

其中：24DF（m2）。

在应用进口流量管时，在其入口前一定不得有障碍物，以免流速发生扰动。一般要求在风管轴线方向的10 D范围内，以及在垂直风管轴线方向4D范围内不应有障碍物，以免引起测量误差。

（四）用测压十字架简易测量风量（扩展）

在经常需测量的通风系统中，为了能使测量简单迅速，可在风管中安装测量平均全压的测压十字架（笛形管），测孔数及位置是根据风管尺寸大小而定；若在测压断面上再焊接一个测静压短管，即可配合微压计测出平均动压。

因测压十字架并非是标准测压管，在使用之前必须用标准毕托管进行校正，其校正系数为：

ddnPPK

合集下载

风量计算细则及测风制度

风量计算细则及测风制度

风量计算细则及测风制度

矿井通风是矿井的生产命脉，通风质量的好坏关系到矿井的生产安全，测风是为了保证矿井通风质量，为确保我矿通风安全，贯彻以风定产、以风定量、以风定面的原则，杜绝超通风能力生产现象，防止瓦斯煤尘重大事故，结合我矿实际，特制定本制度。

（一）矿井风量计算及配风量应按如下几种方法计算：

1．按井下同时工作的最多人数计算，每人每分钟供风量不少于4m3/min。

2．按采煤、掘进、硐室及其它地点实际需要的总和进行计算。

3．按井下同时使用的炸药量进行计算，即每公斤炸药按25m3风量计算。

4．按矿井瓦斯涌出量进行计算。

5．掘进碛头按风机实际吸入风量计算。

6．按井巷需要最低风速计算配风。

以上结果取最大值，由于我矿受地温影响较小，因此不考虑温度因素对风量的影响。

因我矿属于高瓦斯矿井，在实际配风中首先要按各采掘地点瓦斯实际绝对涌出量来配风，应使回风流中瓦斯浓度在保安规程规定浓度以下，即不超过规定浓度的80％，在实际工作中还应测出各用风地点的风速是否符合安全规程要求，风速应能冲散巷道的积聚瓦斯。

（二）矿井风量测定

1．测风工必须熟悉矿井通风系统，具有分析判断能力，经培训后持证上岗。

2．测风工担负的工作：按要求进行通风系统调整和风量分配调节，测算矿井风量、风压、漏风量，测定矿井空气温度、相对湿度和气体浓度，测定局部通风机的风量、风压，及时准确填写有关报表、手册、井下测风牌板。

3．入井前测风应对所用的仪器、仪表进行检查。

4．入井前必须根据测风任务带好所用的风表、秒表、测量皮尺、记录本等。

5．生产矿井采掘工作面的空气温度不得超过26℃，机电硐室的空气温度不得超过30℃。

6．采掘工作面地点，每人每分钟供给风量不得小于4m³。

7．矿井每10天进行一次全面测风，保证各采掘及用风地点风流稳定，采掘工作面根据实际需要随时进行测风，每次测风都必须写在测风地点的记录牌上，每次测风报表报矿长、总工审签。

风量的计算方法_风压和风速的关系

风量的计算方法_风压和风速的关系

风量的计算方法_风压和风速的关系

在通风工程、空调系统以及许多工业领域中，风量的准确计算至关重要。而要理解风量的计算，就不得不涉及到风压和风速这两个关键因素。它们之间相互关联，共同影响着空气的流动特性。

首先，我们来谈谈风量的定义。风量，简单来说，就是单位时间内通过某个截面的空气体积。通常用立方米每秒（m³/s）或者立方米每小时（m³/h）来表示。

那么，如何计算风量呢？常见的方法有两种：一种是通过测量风速来计算，另一种则是根据风压来推算。

通过风速计算风量是比较直观的方法。假设我们有一个风道，其截面面积为 A 平方米，通过测量得到截面处的平均风速为 V 米每秒。那么风量 Q 就可以通过公式 Q ＝ A × V 来计算。例如，风道的截面是一个边长为 1 米的正方形，即 A ＝ 1 平方米，测量得到的风速为 5 米每秒，那么风量 Q ＝ 1 × 5 ＝ 5 立方米每秒。

接下来，我们深入探讨一下风压和风速的关系。风压是指空气在流动过程中对物体表面产生的压力。风速越大，风压也就越大。它们之间的关系可以用伯努利方程来描述。

伯努利方程表明，在理想流体（不考虑粘性和能量损失）中，沿着一条流线，总压（静压与动压之和）保持不变。静压是指流体静止时的压力，而动压则与流速的平方成正比。 动压 ＝ 05 × ρ × V²，其中 ρ 是空气的密度（通常在标准状况下约为

12 千克每立方米），V 是风速。

静压 ＝ 总压 动压

风压通常可以分为全压、静压和动压。全压是指静压和动压的总和。

在实际应用中，我们常常会遇到需要根据风压来估算风速或者风量的情况。例如，在风机选型时，已知风机所能提供的风压，就需要根据风压来推算出能够产生的风速和风量，以确定是否满足系统的需求。

如果已知风压 P 和空气密度 ρ，我们可以通过公式 V ＝ √（2P ／ ρ)

来计算风速。然后再根据前面提到的通过风速计算风量的方法，求出风量。

需要注意的是，在实际情况中，空气并不是理想流体，存在粘性和能量损失。因此，在计算时需要考虑一定的修正系数，以获得更准确的结果。

风扇的风量与风压关系

风扇的风量与风压关系

风扇的风量与风压关系

风量与风压的测试方法有两种，一是用风洞仪测试，另一种是用双箱法测。但对于一般用户而言，没有这样的设备。只能根据厂家提供的数据作为参考，最终要看降温效果。

*风量：风量是指风扇通风面积平面速度之积。通风面积是出口面积减去涡舌处的投影面积。平面速度是气流通过整个平面的气体运动速度，单位是m3/s 。平面速度一定时,扇叶叶轮外径越大，通风面积越大，风量则越大。平面速度由转子的转速和风压决定。通风面积一定时，平面速度越大，风量越大。风量越大，空气吸热量则越大，空气流动转移时能够带周能带走更多的热量，扇热效果越明显

*风压：为进行正常通风，需要克服风扇通风行程 内的阻力，风扇必须产生克服送风阻力的压力，测量到的压力的变化值称为静压，即最大静压与大气压的差压。它是气体对平行于物体表面作用的压力，静压是通过 垂直于其表面的孔测量出来的。 把气体流动中所需要动能转化为压力形式称为动压。

为实现送风的目的，需要有静压和动压。全压为静压与动压的代数和，全压是指由风扇所给定的的全压增加量，即风扇的出口和进口之间的全压之差。在实际应用 中，标称的最大风量值并不是实际扇热片得到的送风量，风量大，并不代表通风能力强。因空气流动时，气流在其流动路径会遇上扇热稽片或元件的阻扰，其阻抗会 限制空气自由流通。即风量增大时，风压会减小。因此必须有一个最佳操作工作点，即风扇性能曲线与风阻曲线的交点。在工作点，风扇特性曲线之斜率为最小，而 系统特性曲线之变化率为最低。注意此时的风扇静态效率（风量×风压÷耗电）为最佳。 当然有时为了能减少系统阻抗，甚至选用尺寸较小的风扇，也可以获得相同的风量。

自然风压测定

自然风压测定

第三节 自然风压测定

在矿井通风设计，日常通风管理和通风系统调整中，为了确切地考虑自然风压的影响，必须对自然风压进行定量分析，为此需要掌握自然风压的测算方法。

一·平绝密度测算

自然风压可根据（4-1-2）式进行测算。

为了测定通风系统自然风压，以最低水平为基准面（线），将通风系统分为两个高度均为Z的空气柱，一个称之为进风空气柱，一个称之为回风空气柱（有时也含有部分进风段）。为了准确地求得高度Z内空气柱的平均密度，应在密度变化较大的地方，如井口·井底·倾斜巷道的上下端及风湿变化较大和变坡的地方布置测点，并在较短的时间内测出各点风流的绝对静压力P、干湿球温度td、tw、湿度φ。两测点间高差不宜超过100m（以50m为宜）。若各测点间高差相等，可用算术平均法求各点密度的平均值，即

若高差不等，则按高度加权平均求其平均值，即

式中

此方法一般配合矿井通风阻力测定进行。也是目前普遍使用的方法。

例 如图15-3-1 所示的通风系统，在利用气压计法测定该系统通风阻力的同时，测得了图中各测点的空气密度如表15-3-1，求此系统自然风压HN.

表15-3-1 某通风系统不同标高处空气密度测算结果

解 根据（15-3-2）式，计算进、回风侧平均空气密度ρm1-5、ρm6-11

Ρm1-5=

由（4-1-2）式计算出该系统的自然风压HN:

二、直接测定法

当主要通风机的风硐中安有闸门且水柱计安装在闸门靠井筒一侧时，风机停止运转后放下闸门，水柱计示值，即是通风系统的自然风压，如图15-3-2所示。也可采用在通风系统的总进或总回风系统某处设置密闭墙隔断总风流，用压差计测出密闭墙两侧的压差，此值即为该回路的自然风压。这种测算要求密闭墙尽可能严密，否则读数偏低。密闭墙的位置可以任意选定，但要能完全隔断总风流。

应用上述方法测定时既要等风流停滞（停风后等待10~15min），又要动作迅速。防止因停风时间过长，空气的密度发生变化，影响测定精度。