自然风压测定方法

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。