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实验一 通风系统的风量风压测量一、实验目的：通过实验掌握通风系统的风量风压测量方法 二、实验内容：选择某一通风系统风管断面进行静压、动压、全压的测量。
计算该断面的平均风速及风量。
三、通风系统全压、静压、动压的测定（一） 毕托管的结构如图1所示，把毕托管按规定放入通风管道内。
测头对准气流。
A 、B 两端分别连接微压计时，A 端测出的压力值为全压，B 端测出的压力值为静压，把A 、B 两端连接在同一个微压计上时，测出的压差值就是动压。
即：q j d P P P -=（二） 倾斜式微压计的工作原理如图2所示。
微压计感受压力或压差时，玻璃管 内液面从零点上升。
其垂直高度，容器内的液面则从零点下降，下降到高度为h 2122F h ZF = （1-1） 式中，F 1——玻璃管断面积；F 2——容器的断面积。
BA图1 毕托管因此，两端的液面差1122sin F h h h Z F α⎛⎫=+=+⎪⎝⎭（1-2） 被测的压差值 12sin F p h Z g F γγρρα⎛⎫∆==+⎪⎝⎭式中，γρ——液体的密度，kg/m 3令 12sin a F K F γρα⎛⎫+= ⎪⎝⎭（1-3） 则 a p K Zg ∆= Pa （1-4） 由（1-3）可以看出，a K 值是随α角及γρ的变化而变化的。
对应不同的α值及γρ会有不同的a K 值。
在y-1型微压计中，以30.81/kg m γρ=的酒精作为工作介质。
不同的α角所对应的a K 值直接在微压计上标出。
测定的压力值大于大气压力时，应接在M 上。
测定的压力值小于大气压时，应接在N 上。
在测定压差值时，压力大的一端接M 上，压力小的一端接N 上。
在通风机的吸入段或压出段进行测量时，测压管与微压计的连接方式见“工业通风”图2 倾斜式微压计原理图P184图3-4。
（三） 测定断面的选择为了减少气流扰动对测定结果的影响，测定断面应选择在气流平直扰动少的直管段上。
测定断面设在局部构件前，距离要大于3倍以上管道直径，设在局部构件后相隔 距离应大于6倍管道直径。
风道风压、风速和风量的测定一、实验的目的了解和掌握通风系统风道内风压、风速和风量的测点布置方法及测定方法，测定数据的处理和换算。
从而对通风系统气流分布是否均匀作出理论判断。
二、实验仪器和设备1.U型压力计一台（测量范围在10000Pa）2.倾斜式微压计一台（测量范围在250Pa）3.热球式风速仪一台（测量范围在0.05-30.0m/s）4.毕托管一支5.外径φ10mm，壁后1mm的橡胶管或乳胶管数米。
6.蒸馏水500ml7.纯酒精500ml8.钢卷尺一把，长度值不小于2m三、测试原理及方法1.测试原理风道风压、风速和风量的测定，可以通过毕托管、U型压力计、倾斜式微压计、热球式风速仪等仪器来完成。
毕托管、U型压力计可以测试风道内的全压、动压和静压，由测出的全压可以知道风机工作状况，通风系统的阻力等。
由测出的风道动压可以换算出风道的风量。
也可以用热球式风速仪直接测量风道内风速，由风速换算出风道内风量。
2.测量位置的确定由于风管内速度分布是不均匀的，一般管中心风速最大，越靠近管壁风速越小。
在工程实践中所指的管内气流速度大都是指平均风速。
为了得到断面的平均风速，可采用等截面分环法进行测定。
对圆形风管可将圆管断面划分若干个等面积的同心环，测点布置在等分各小环面积的中心线上，如图1所示，把圆面积分成m个等面积的环形，则：，然后将每个等分环面积再二等分，则此圆周距中心为Y n，与直径交点分别为1、2、3，…n点，这些点就是测点位置。
各小环划分的原则是：环数取决于风管直径，划分的环数越多，测得的结果越接近实际，但不能太多，否则将给测量和计算工作带来极大麻烦，一般参照表5分环。
表5 测量时不同管径所分环数n 表6 圆管测点位置值图2测压管标定测点位置 图3 矩形风管测点位置为了将测压管准确地放在风管中预定的位置，必须在测压管上作出标志。
由测压端中心线向管柄方向取风管直径的一半即等于R 为刻度中心，如图2所示，再根据计算出来的Y 1、Y 2、Y 3…Y n 值在管柄上逐次标出测点位置。
风道温度、湿度、压力及流速测定一、实验目的(一)掌握使用测压管、微压计和流量计测量风道压力和流量的方法，了解使用仪表的工作原理、基本构造和正确的使用方法。
(二)对用不同方法测出的流量进行比较，试说明其差异的原因。
二、测量方法(一)压力测量风道压力测量一般是采用接触方法进行，这种方法是由测压孔、测压管和测压仪表组成。
被测点的压力经过测压孔、测压管传到测压仪表上，由测压仪表指示或记录压力值。
1．为了测量风道的静压，可在风道壁上垂直开设测压孔，如图1—1所示。
测压孔的轴线应和壁面垂直，为防止被气流中杂物堵塞，测压孔径可取1—3mm，孔的周边要平滑无毛刺，导压管内径约为(2-2.5)d。
为了提高测试准确度，风道同一裁面壁上的静压油孔要均匀分布，通常取3—4个，并互相接通。
2．测压管皮托管是测量风道压力最常用的一种测压管，它是由总压管和静压管组合而成。
管头部通孔测全压，管外周小孔测静压，两者之差为动压。
因此，皮托管也称为风速管。
3．测压仪表通风系统测量压力常用的仪表有(1)U型管压力计、单管压力计；(2)倾斜式压力计；(3)补偿式压力计。
补偿式压力计测量准确度较高，也可用来校验上述两种压力计。
(二)流量测量风道中流量的测量，目前常用的方法有流速法和节流压差法。
1．流速法这种方法只需测出风道截面流体的平均速度v，就可以计算流量Q，它等于Q＝F v； m3／s (1—1)式中F——风道截面积，m2。
(1)平均动压法这种方法用皮托管测量风道截面各点的动压，其测点可按下述方法布置，测定静压时，测量截面壁上分布四点静压孔接头连接到一个共同的环中并与压力计相连，所测得的静压为该截面上静压的平均值（环的有效截面应不小于任一静压控截面积的四倍）；测定动压时，动压管的直管必须垂直管壁，动压管的弯管嘴应面对气流方向且与风管轴线平行，其平行度偏差不大于5°，采用等面积分环法布置测点，如表1和图1 所示。
表1 圆形管道等面积环数及测点的确定参数量值 管径D(m) D<1.0 圆环数 1~2 测点数4~8 测点编号1/5# 2/6# 3/7# 4/8# r （以D 计） 0.0670.250 0.7500.933则平均动压221⎪⎪⎭⎫⎝⎛+++=n P P P P n d ααα Pa (1—2) 平均流速等于dP v ρ2=m/s (1—3)式中 ρ—空气密度，kg ／m 3。
实验一 通风系统的风量风压测量一、实验目的：通过实验掌握通风系统的风量风压测量方法 二、实验内容：选择某一通风系统风管断面进行静压、动压、全压的测量。
计算该断面的平均风速及风量。
三、通风系统全压、静压、动压的测定（一） 毕托管的结构如图1所示，把毕托管按规定放入通风管道内。
测头对准气流。
A 、B 两端分别连接微压计时，A 端测出的压力值为全压，B 端测出的压力值为静压，把A 、B 两端连接在同一个微压计上时，测出的压差值就是动压。
即：q j d P P P -=（二） 倾斜式微压计的工作原理如图2所示。
微压计感受压力或压差时，玻璃管 内液面从零点上升。
其垂直高度，容器内的液面则从零点下降，下降到高度为h 2122F h ZF = （1-1） 式中，F 1——玻璃管断面积；F 2——容器的断面积。
BA图1 毕托管图2 倾斜式微压计原理图因此，两端的液面差1122sin F h h h Z F α⎛⎫=+=+ ⎪⎝⎭ （1-2）被测的压差值 12sin F p h Z g F γγρρα⎛⎫∆==+⎪⎝⎭式中，——液体的密度，kg/m 3 令 12sin a F K F γρα⎛⎫+= ⎪⎝⎭（1-3） 则 a p K Zg ∆= Pa （1-4）由（1-3）可以看出，值是随α角及的变化而变化的。
对应不同的α值及会有不同的值。
在y-1型微压计中，以30.81/kg m γρ=的酒精作为工作介质。
不同的α角所对应的值直接在微压计上标出。
测定的压力值大于大气压力时，应接在M 上。
测定的压力值小于大气压时，应接在N 上。
在测定压差值时，压力大的一端接M 上，压力小的一端接N 上。
在通风机的吸入段或压出段进行测量时，测压管与微压计的连接方式见“工业通风”P184图3-4。
（三） 测定断面的选择为了减少气流扰动对测定结果的影响，测定断面应选择在气流平直扰动少的直管段上。
测定断面设在局部构件前，距离要大于3倍以上管道直径，设在局部构件后相隔 距离应大于6倍管道直径。
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t d、t w、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H N.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、ρm6-11Ρm1-5=由（4-1-2）式计算出该系统的自然风压H N: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。
一、实验目的1. 了解风压的概念及其影响因素。
2. 掌握风压的测定方法。
3. 培养实验操作能力和数据处理能力。
二、实验原理风压是指空气在流动过程中，由于流速变化而引起的压力变化。
根据伯努利方程，流速越大，压力越小；流速越小，压力越大。
本实验通过测量不同风速下的压力差，计算出风压。
三、实验仪器与设备1. 风速仪：用于测量风速。
2. 压力计：用于测量压力。
3. 气球：用于产生风速。
4. 细管：用于连接风速仪和压力计。
5. 计时器：用于计时。
6. 记录纸：用于记录实验数据。
四、实验步骤1. 将风速仪、压力计和气球连接好，确保连接处密封良好。
2. 将气球吹满气，使气球产生一定的风速。
3. 打开风速仪和压力计，开始计时。
4. 观察风速仪和压力计的读数，记录风速和压力值。
5. 重复步骤3和4，进行多次实验，确保数据的准确性。
6. 将实验数据整理成表格，进行分析。
五、实验数据实验次数 | 风速（m/s） | 压力（Pa）------- | -------- | --------1 | 2.0 | 10002 | 3.0 | 9503 | 4.0 | 9004 | 5.0 | 8505 | 6.0 | 800六、数据处理与分析1. 计算风速与压力的关系：风速与压力呈线性关系，即风速越大，压力越小。
2. 计算平均风速和平均压力：平均风速 = (2.0 +3.0 +4.0 +5.0 +6.0) / 5 = 4.0 m/s；平均压力 = (1000 + 950 + 900 + 850 + 800) / 5 = 920 Pa。
3. 分析实验误差：实验误差主要来源于风速仪和压力计的精度以及人为操作误差。
七、实验结论1. 风压与风速呈线性关系，风速越大，风压越小。
2. 本实验通过测量风速和压力，成功计算出风压，验证了风压的存在。
3. 实验过程中，操作者应严格按照实验步骤进行，确保实验数据的准确性。
八、实验反思1. 实验过程中，风速仪和压力计的精度对实验结果有较大影响，应选择高精度的仪器进行实验。
自然风压计算公式
摘要：
1.引言：介绍自然风压计算公式的背景和意义
2.自然风压的定义与影响因素
3.自然风压计算公式推导与验证
4.自然风压计算公式的应用
5.结论：总结自然风压计算公式的重要性及其对相关领域的影响
正文：
1.引言
随着现代城市建设的快速发展，高层建筑日益增多，对建筑物的通风设计提出了更高的要求。
为了确保建筑物内部空气的流通和舒适度，研究自然风压计算公式具有重要意义。
本文将介绍自然风压计算公式的背景和意义，以及该公式的推导、验证和应用。
2.自然风压的定义与影响因素
自然风压是指由于地表不同区域的气压差产生的空气流动现象。
自然风压的影响因素主要包括地形、气候、建筑物布局等。
了解这些影响因素有助于分析建筑物在不同自然条件下的风压变化。
3.自然风压计算公式推导与验证
自然风压计算公式的推导基于能量守恒定律和动量守恒定律。
假设建筑物的外形为长方体，风向与建筑物的长边平行，风压分布为均匀分布，则自然风压计算公式可表示为：
ΔP = (1/2)ρv
其中，ΔP 表示自然风压，ρ表示空气密度，v 表示风速。
该公式经过大量实测数据的验证，具有一定的准确性和可靠性。
4.自然风压计算公式的应用
自然风压计算公式在实际应用中具有广泛的价值。
首先，在建筑物设计阶段，可以根据自然风压计算公式预测建筑物在不同自然条件下的风压变化，从而优化建筑物的通风设计。
其次，在建筑物运行阶段，可以根据实测的自然风压数据，评估建筑物的通风效果，为建筑物的运行管理提供依据。
5.结论
自然风压计算公式是研究建筑物通风设计的重要工具，具有较高的实用价值。
风压、风量的测定方法测定磨机内的通风量，一般是从测定磨机出口通风管的风量而求得的。
通风管内的风量Ｑ是测点处管道内断面积F 与其平均风速w a 之乘积。
某一测定管道内断面F 是已知的，实质上就是成了对该测定断面的平均风速w a 的测定了。
管道内风速通常是用测定该断面的动压并通过计算来确定的。
用这种方法来测定风量，不仅适用于磨机，也适用其它低于通风管中的风量测定。
气体在管道中流动是由于系统的总压力差所引起的，在总压力差相同时，系统的阻力愈大则气体流速愈低。
因此，流速和压力的关系可用伯努利方程式联系起来，即：j d p p p =+ （P a ）式中：p —某一截面上气体的全压力（P a ）；p j —同一截面上气体的静压力 （P a ）；p d —同一截面上气体的动压力，也称速度压力（P a ）。
22d p ρω=（㎏/m 3）其中：ρ—气体的密度（㎏/m 3）。
测定动压在于计算气体流速和流量，测定静压主要是计算管道和通风系统的阻力。
压力测定仪器和方法（1）毕托管① 标准毕托管，如图1所示。
标准毕托管测孔很小，当通风管道中气体的含尘浓度较大时，易被堵塞，因此只适于在较清洁管道中使用。
② S 型毕托管在使用前须用标准毕托管进行校正求出它的校正系数。
当流速在5～30m/s 的范围时，其速度校正系数平均值约为0.84。
S 型毕托管不同于标准毕托管，它有两个平行开孔测孔，如图5-4-2所示。
在测定时，一个测孔图1 标准毕托管对着气流测全压，另一个测孔背向气流测静压。
由于S 型毕托管的测孔开口较大，不易被粉尘堵塞。
（2）压力计① U 型压力计，是一个U 型玻璃管，内装测压液体，常用的液体有水、乙醇和汞，视被测压力范围选用。
在磨机通风测量中，使用的U 型压力计内的测压液体一般是水。
U 型压力计的误差较大，不适于测量微小压力。
② 倾斜式微压计，如图3所示。
倾斜的玻璃上刻度表示压力计读数。
测压时，将微压计的容器开口与测定中压力较高的一端相连，将倾斜管的一端与压力较低的一端相连。
自然风压计算公式摘要：一、自然风压的概念与影响因素1.自然风压的定义2.影响自然风压的因素二、自然风压计算公式及推导过程1.自然风压计算公式2.公式推导过程三、自然风压计算公式的应用1.工程应用场景2.实际案例分析四、我国自然风压计算的研究现状与展望1.研究现状2.面临的挑战与展望正文：自然风压是气象学中的一个重要概念，指由于地球自转和地形地貌等因素引起的大气流动所产生的风对建筑物、结构物等所产生的压力。
自然风压的数值大小会受到诸多因素的影响，如地理位置、季节、天气状况、地形地貌等。
为了方便计算和预测自然风压，我国研究人员提出了自然风压计算公式。
该公式如下：P = 0.5 * ρ * v^2 * Cd * A其中，P 代表自然风压，ρ 代表空气密度，v 代表风速，Cd 代表阻力系数，A 代表受风面积。
公式推导过程如下：1.根据伯努利定理，流体在流动过程中，速度增加，压力降低；速度减小，压力增加。
2.考虑到地球自转对大气流动的影响，引入科氏参数。
3.考虑空气的粘性效应，引入阻力系数。
4.综合考虑以上因素，得出自然风压计算公式。
自然风压计算公式在工程领域具有广泛的应用。
例如，在建筑设计中，需要预测建筑物的自然风压，以确保建筑物的结构安全；在风力发电领域，需要对风能资源进行评估，以确定风电机组的布局和选型。
然而，目前我国在自然风压计算方面的研究仍有一定的局限性。
首先，由于自然风压受到诸多因素的影响，如何将这些因素量化并纳入计算公式仍需进一步研究。
其次，随着气候变化和人类活动的影响，自然风压的分布和规律也在发生变化，需要不断更新和完善计算模型。
总之，自然风压计算在我国的研究现状已经取得了一定的成果，但在实际应用中仍面临诸多挑战。
第一节自然风压一、自然风压的形成及特性如图4-1所示为一个没有通风机工作的矿井。
风流从气温较低的井筒进入矿井，从气温较高的井筒流出。
不仅如此，在正在开凿的立井井筒中，冬季风流会沿井筒中心一带进入井下，而沿井壁流出井外；夏季风流方向正好相反。
这是由于空气温度与井筒围岩温度存在差异，空气与围岩进行热交换，造成进风井筒与回风井筒、井筒中心一带与井壁附近空气存在温度差，气温低处的空气密度比气温高处的空气密度大，使得不同地方的相同高度空气柱重量不等，从而使风流发生流动，形成了自然通风现象。
我们把这个空气柱的重量差称为自然风压H自。
由上述可见，如果把地表大气视为一个断面无限大、风阻为零的假想风路，则可将通风系统视为一个有高差的闭合回路，由自然风压的形成原因，可得到其计算公式：2 5H 自二.‘1 gdz —「2 gdz, Pa （4-1）0 3式中Z ――矿井最高点到最低点间的距离，m;2g --- 重力加速度，m/s ;p I、P 2――分别为0-1-2和5-4-3井巷中dz段空气密度，kg3/m3。
由于空气密度p与高度Z有着复杂的函数关系，因此用式（4-1）计算自然风压比较困难。
为了简化计算，一般先测算出0-1-2和5-4-3井巷中空气密度的平均值p均进、p均回，分别代替式（4-1）中的p 1和p 2,则式（4-1 ）可写为：H自=（p 均进一p 均回）g Z, Pa （4-2）三、自然风压的测定生产矿井自然风压的测定方法有两种：直接测定法和间接测定法。
1•直接测定法4-2用通凤机沟中的压羞歼泄白热风IE矿井在无通风机工作或通风机停止运转时，在总风流的适当地点设置临时隔断风流的密闭，将矿井风流严密遮断，而后用压差计测出密闭两侧的静压差，该静压差便是矿井的自然风压值。
或将风硐中的闸门完全放下，然后由风机房水柱计直接读出矿井自然风压值（如图4-2所示）。
2•间接测定法以抽出式通风矿井为例。
如图4-3所示的抽出式通风矿井，因风硐中通风机入口风流的相对全压h全与自然风压H自的代数和等于矿井的通风阻力，即2h全+H §=RQ （4-3）式中R——矿井总风阻，Ns2/m8；Q --- 矿井总风量，m3/s。
第一节 自然风压
一、 自然风压的形成及特性
如图4-1所示为一个没有通风机工作的矿井。
风流从气温较低的井筒进入矿井，从气温较高的井筒流出。
不仅如此，在正在开凿的立井井筒中，冬季风流会沿井筒中心一带进入井下，而沿井壁流出井外；夏季风流方向正好相反。
这是由于空气温度与井筒围岩温度存在差异，空气与围岩进行热交换，造成进风井筒与回风井筒、井筒中心一带与井壁附近空气存在温度差，气温低处的空气密度比气温高处的空气密度大，使得不同地方的相同高度空气柱重量不等，从而使风流发生流动，形成了自然通风现象。
我们把这个空气柱的重量差称为自然风压H 自。
由上述可见，如果把地表大气视为一个断面无限大、风阻为零的假想风路，则可将通风系统视为一个有高差的闭合回路，由自然风压的形成原因，可得到其计算公式：
H 自=⎰2
0 1gdz ρ－⎰5 3 2gdz ρ，Pa （4-1）
式中 Z ——矿井最高点到最低点间的距离，m ；
g ——重力加速度，m/s 2；
ρ1、ρ2——分别为0-1-2和5-4-3井巷中dz 段空气密度，kg 3/m 3。
由于空气密度ρ与高度Z 有着复杂的函数关系，因此用式（4-1）计算自然风压比较困难。
为了简化计算，一般先测算出0-1-2和5-4-3井巷中空气密度的平均值ρ均进、ρ均回，分别代替式（4-1）中的ρ1和ρ2，则式（4-1）可写为：
Ｈ自＝（ρ均进－ρ均回）g Ｚ，Pa （4-2）
三、 自然风压的测定
生产矿井自然风压的测定方法有两种：直接测定法和间接测定法。
1.直接测定法
矿井在无通风机工作或通风机停止运转时，在总风流的适当地点设置临时隔断风流的密闭，将矿井风流严密遮断，而后用压差计测出密闭两侧的静压差，该静压差便是矿井的自然风压值。
或将风硐中的闸门完全放下，然后由风机房水柱计直接读出矿井自然风压值（如图4-2所示）。
2.间接测定法
以抽出式通风矿井为例。
如图4-3所示的抽出式通风矿井，因风硐中通风机入口风流的相对全压h全与自然风压H自的代数和等于矿井的通风阻力，即
h全+H自=RQ2（4-3）式中R——矿井总风阻，Ns2/m8；
Q——矿井总风量，m3/s。
所以首先在通风机正常运转时，测出矿井总风量Q及通风机入风口处风流的相对全压h全，而后停止主要通风机的运转，若有自然风流，立即测出自然风流的风速v自，计算出
自然通风的风量Q 自=S ×v 自，S 是测v 自处的风硐的断面积，可得下式：
H 自= RQ 自2
（4-4） 解式（4-3）和（4-4）的联立方程组，得矿井自然风压：
H 自=h 全2
22自
自Q Q Q ，Pa （4-5）。
