通風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)量、風(fēng)壓的測(cè)量

1、實(shí)驗(yàn)一 風(fēng)管風(fēng)壓、風(fēng)速、風(fēng)量的測(cè)定實(shí)驗(yàn)?zāi)康脑谕L(fēng)除塵工程中，需要對(duì)系統(tǒng)中風(fēng)壓、風(fēng)速及風(fēng)量進(jìn)行測(cè)定調(diào)整， 使系統(tǒng)能在正常運(yùn)行工況下工作。測(cè)量風(fēng)壓、風(fēng)速及風(fēng)量的方法有許多種, 現(xiàn)場測(cè)定一般采用畢托測(cè)壓管和不同種類的微壓計(jì)或U型管來進(jìn)行測(cè)量。通過實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生掌握風(fēng)管截面的測(cè)點(diǎn)布置方法，熟悉風(fēng)壓、風(fēng)速及 風(fēng)量測(cè)量儀表的結(jié)構(gòu)及工作原理，掌握風(fēng)壓、風(fēng)速及風(fēng)量的測(cè)量方法和計(jì) 算公式，為專業(yè)測(cè)試打下基礎(chǔ)。實(shí)驗(yàn)裝置通風(fēng)系統(tǒng)綜合測(cè)定實(shí)驗(yàn)裝置如圖1-1所示，該裝置由風(fēng)管、風(fēng)機(jī)及測(cè)量箱組成。圖1-1通風(fēng)系統(tǒng)綜合測(cè)定實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的正壓管段及負(fù)壓管段均設(shè)有測(cè)壓孔，可用畢托管直接在測(cè) 量斷面上進(jìn)行測(cè)量。在風(fēng)機(jī)入口，出口

2、側(cè)各安裝有測(cè)量風(fēng)量的測(cè)量箱，在箱內(nèi)安裝有標(biāo)準(zhǔn) 空氣流量噴嘴，為了使測(cè)量段的空氣流速場較為均勻、在噴咀前后各設(shè)有 整流板，其穿孔率約為 40%，測(cè)量箱斷面尺寸按空氣流速不大于o.76m/s考慮I 號(hào)測(cè)量箱，安裝有標(biāo)準(zhǔn)噴嘴計(jì) 3個(gè)，其規(guī)格為:D100 2個(gè)D50 1個(gè)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)風(fēng)量可通過調(diào)節(jié)多葉調(diào)節(jié)閥來改變其大小。三、實(shí)驗(yàn)原理及實(shí)驗(yàn)方法（一）畢托管及微壓計(jì)測(cè)量風(fēng)壓、風(fēng)速及風(fēng)量空氣在風(fēng)管中流動(dòng)時(shí)，管內(nèi)空氣及管外空氣存在有壓力差，這個(gè)壓力 差是直接由風(fēng)管管壁來承受的，稱為靜壓 P,就空氣某一質(zhì)點(diǎn)來說，所承 受的靜壓的方向?yàn)樗拿姘朔?。由于空氣在風(fēng)管內(nèi)流動(dòng)，形成一定的動(dòng)壓Pd， 即為氣流的動(dòng)能。動(dòng)壓數(shù)學(xué)表達(dá)

3、式（Pa）或 P （ mmH 2O）動(dòng)壓的方向?yàn)榭諝饬鲃?dòng)的方向。靜壓及動(dòng)壓之和稱為總壓，數(shù)學(xué)表達(dá)式為Pq Pj Pd（ Pa）在畢托管上有測(cè)量總壓、靜壓的測(cè)孔，及微壓計(jì)配合使用，就可測(cè)出 流體的靜壓、總壓及動(dòng)壓。靜壓和總壓有正負(fù)之分，動(dòng)壓只為正值。在測(cè) 式中：Pd 空氣的動(dòng)壓（Pa）;量總壓和靜壓時(shí)，如數(shù)值 測(cè)出空氣動(dòng)壓值后, 空氣流速或測(cè)出測(cè)量斷面面積 流量L。L或空氣的質(zhì)量流量或超過微壓計(jì)的量程，則采用 即可求得相應(yīng)的空氣流速。（m/s）（m/s）F及計(jì)算出空氣的平均流速F v （ m3/s）L 3600F v （ m3/h）G L F v（ kg /s）G 3600F v（ kg/h）U

4、型管壓力計(jì)v后即可計(jì)算空氣體積V 空氣的流速（m/s）;v 空氣的平均流速（m/s）;測(cè)量斷面上空氣密度（kg/m 3）;3測(cè)量斷面上空氣比重（kgf/m ）；Pd 用工程單位表示的空氣動(dòng)壓（mmHzO）；G 重力加速度，g=9. 807（m/s2）;Pj 空氣的靜壓（Pa）;Pq 空氣的總壓（Pa）;L/ 用工程單位表示的空氣體積流量（ m/h）;G / 用工程單位表示的空氣質(zhì)量流量（kg/h） o在現(xiàn)場測(cè)定時(shí)，測(cè)量斷面的選擇是很重要的。測(cè)點(diǎn)應(yīng)選擇在氣流比較 平直、擾動(dòng)較少的直管段上。如有彎頭或三通等部件，則測(cè)點(diǎn)應(yīng)選在這些 部件之前大于2倍管道直徑處；如在這些部件之后，應(yīng)距這些部件大于4-

5、5倍管道直徑。在調(diào)節(jié)閥前后應(yīng)避免布置測(cè)點(diǎn)。管內(nèi)靜壓的測(cè)定，除用畢托管外，也可直接在管壁上幵一個(gè)小孔，焊 接一測(cè)壓短管測(cè)得。小孔徑直徑應(yīng)小于2mm鉆孔應(yīng)及管壁垂直，而且孔口內(nèi)壁不應(yīng)有毛刺。在測(cè)定風(fēng)壓時(shí)，畢托管及微壓計(jì)的連接方法應(yīng)視測(cè)點(diǎn)位置是處于正壓 段還是負(fù)壓段而定。當(dāng)測(cè)點(diǎn)在通風(fēng)機(jī)前的吸入段時(shí)，其總壓及靜壓為負(fù)值， 故其接管應(yīng)及微壓計(jì)的傾斜管的一端連接。當(dāng)測(cè)點(diǎn)在通風(fēng)機(jī)后的壓出段 時(shí)，其總壓為正值，而靜壓視情況而定，一般情況下為正值。對(duì)于動(dòng)壓值, 則不管測(cè)點(diǎn)在壓出段或吸入段，其值永遠(yuǎn)是正值。畢托管及微壓計(jì)的接管，可參照?qǐng)D1-2所示，圖中畢托管的總壓端用“ +”表示，靜壓端用“-”表示。SaI-I圖

6、1-2畢托管及微壓計(jì)的接管示意圖由于氣流速度在管道斷面上的分布是不均勻的，因此，在同一斷面上必須進(jìn)行多點(diǎn)測(cè)量，然后求出該斷面的平均流速。1、對(duì)于矩形管道，可將管道斷面劃分若干個(gè)等面積的小矩形，測(cè)點(diǎn)布置在每個(gè)小矩形的中心。 小矩形每邊的長度為 200mn左右，使其面 積不大于O.05n1，但其數(shù)目應(yīng)不小于 9個(gè)，如圖1-3所示。圖1-3矩形風(fēng)管測(cè)點(diǎn)布置圖圖1-4圓形斷面測(cè)點(diǎn)布置圖2、對(duì)于圓形管道，可將管道斷面劃分為若干個(gè)等面積的同心環(huán)，然后在環(huán)上的水平及垂直向布置測(cè)點(diǎn)，如圖1-4所示。同心環(huán)的環(huán)數(shù)如下表1-1。hR R31 3 R R1I5RR212 RR214 RR-16 R R3表1-1同心

7、環(huán)的環(huán)數(shù)劃分風(fēng)管直徑D（mm1100劃分的環(huán)數(shù)m23456同心環(huán)上各測(cè)點(diǎn)距中心的距離按下式計(jì)算:式中：R0 風(fēng)管的半徑（mm；Ri 風(fēng)管中心到第i點(diǎn)的距離（mm； i 從風(fēng)管中心算起的同心環(huán)順序號(hào)；M 風(fēng)管斷面上劃分的同心環(huán)數(shù)。實(shí)際上在測(cè)定時(shí)，應(yīng)求出各環(huán)測(cè)點(diǎn)至管壁的距離。各環(huán)測(cè)點(diǎn)至管壁的 距離為：各環(huán)測(cè)點(diǎn)至管壁的距離如圖1-5所示圖1-5圓環(huán)測(cè)點(diǎn)布置圖各環(huán)測(cè)點(diǎn)至管壁的距離h也可直接用表1-2求得。表1-2各環(huán)測(cè)點(diǎn)至管壁的距離li測(cè)點(diǎn)號(hào)環(huán)數(shù)345610.09R0.07R0.05R0.04R20.29R0.21R0.16R0.13R30.59R0.39R0.29R0.24R41.41R0.65R0

8、.45R0.35R51.71R1.35R0.68R0.5R61.91R1.61R1.32R0.71R71.79R1.55R1.29R81.93R1.71R1.50R91.84R1.65R101.95R1.76R111.87R121.96R按上面的方法測(cè)得斷面上各點(diǎn)動(dòng)壓后，應(yīng)按下式求其平均動(dòng)壓:式中：n 測(cè)點(diǎn)數(shù)目。取兩軸線的動(dòng)壓平均值，即。在現(xiàn)場測(cè)量中，若測(cè)點(diǎn)處受渦流影響，使動(dòng)壓的某些讀值為負(fù)值或零 時(shí)，在計(jì)算中可視該點(diǎn)的讀值為零。管道內(nèi)的平均總壓可按下式求之：PdPq1Pq2nPqn。（二）標(biāo)準(zhǔn)空氣流量噴嘴測(cè)量風(fēng)量根據(jù)節(jié)流原理，流體流經(jīng)節(jié)流裝置時(shí)產(chǎn)生壓差， 而且流過的流量愈大, 在節(jié)流裝置前后

9、所產(chǎn)生的壓差也就愈大。故通過測(cè)量壓差，即可計(jì)算出流 量。對(duì)于不可壓縮流體，通過單個(gè)噴嘴的風(fēng)量接下式計(jì)算：（m 3/s）GF. 2一p （kg/s）式中：L 通過單個(gè)噴嘴的空氣體積流量（m3/s）；G 通過單個(gè)噴嘴的空氣質(zhì)量流量（kg/s）； 噴嘴流量系數(shù)，根據(jù)表1-3查得；2F0噴嘴的幵孔面積（m）; P 噴嘴前后的靜壓差或噴嘴喉道處的動(dòng)壓（Pa）；噴嘴進(jìn)口處的濕空氣密度，可近似取相同狀態(tài)的干空氣密度（kg / m3）。在工程上為簡化計(jì)算，流量單位常采用mi/h或kg/h，噴嘴幵孔直徑單位常采用 mn，壓力、壓差單位常采用 mmHD（kg/vm），所以，對(duì)上述流 量基本方程式進(jìn)行處理后，得實(shí)用

10、流量方程式，即為：(m 3/h)G 0.01252 d2 . p(kg/h )式中:0.012523600 10 64,2g ；D 噴嘴的幵孔直徑（mm； Pz 噴嘴前后的靜壓差或噴嘴喉道處的動(dòng)壓（mmHD）表1-3噴嘴流量系數(shù)表值ReReRe40.000.97380.000.983250 . OO0.99350.000.977100.00O. 985300.00O. 99460.00O. 979150.00O. 988350.000.99470.000.981200.00O. 991表中：V 噴嘴喉部空氣流速，測(cè)量時(shí)要求15 V1時(shí)，1.0 ；DR 彎頭的曲率半徑（m）;D 彎頭的內(nèi)徑（m）

11、;P 在彎頭對(duì)稱（45）斷面上從兩側(cè)取壓口測(cè)得的靜壓差（Pa）;3 空氣密度（kg/m ） o如要求測(cè)量精度高于 5%,則需用畢托管對(duì)其計(jì)算公式進(jìn)行校正，確 定流量系數(shù)。同時(shí)，也需對(duì)彎頭的曲率半徑及彎頭內(nèi)徑D進(jìn)行較精確的測(cè)量。因彎頭流量計(jì)可直接安裝在風(fēng)管管路的轉(zhuǎn)彎處，所以，利用彎頭對(duì)風(fēng) 量進(jìn)行測(cè)定時(shí)，沒有造成附加壓力損失（如采用孔板流量計(jì)，則會(huì)產(chǎn)生一定的壓力損失）。此外，安裝簡易且廉價(jià)，在相同風(fēng)量下測(cè)定，產(chǎn)生的壓 差數(shù)值大于畢托管所測(cè)定的動(dòng)壓值。測(cè)量彎頭之前應(yīng)有盡可能長的直管段，即進(jìn)入彎頭時(shí)斷面上的氣流速 度能較為均勻，這樣能使測(cè)量的壓差較為穩(wěn)定，波動(dòng)小。如彎頭置于前25D、后10D內(nèi)無局部阻

12、力處，貝V測(cè)定的結(jié)果將更加精確。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及要求1、運(yùn)行通風(fēng)系統(tǒng)，用各種方法 （由實(shí)驗(yàn)教師指定）對(duì)系統(tǒng)風(fēng)量進(jìn)行測(cè)o2、變化若干次風(fēng)量，測(cè)量系統(tǒng)風(fēng)壓、風(fēng)速及風(fēng)量。3 、對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。實(shí)驗(yàn)二 排氣罩性能測(cè)定一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康脑谕L(fēng)工程中，常使用各種形式的排氣罩，由于系統(tǒng)中空氣的流動(dòng)均 屬于自模區(qū)，因此對(duì)于定型的排氣罩，其局部阻力系數(shù)及流量系數(shù)均為定 值，及雷諾數(shù)和相對(duì)粗糙度無關(guān)。通過實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生了解局部阻力系數(shù)及流量系數(shù)的測(cè)量方法，熟悉測(cè) 量儀表的結(jié)構(gòu)及工作原理，掌握排氣罩風(fēng)量計(jì)算方法，為專業(yè)測(cè)試打下基 礎(chǔ)。二、實(shí)驗(yàn)原理及實(shí)驗(yàn)方法(一)排氣罩阻力及阻力系數(shù)的測(cè)定圖2-1動(dòng)壓法測(cè)定

13、排風(fēng)量裝置圖2-2靜壓法測(cè)定排風(fēng)量裝置排氣罩的阻力為排氣罩罩口 0 0斷面及排氣罩出口 I 一 1斷面的總 壓差。由于罩口斷面的總壓(表壓)等于零，所以Pq Pq0 Pq (Pj Pd ) (式中：Fq0 一罩口斷面的總壓(Pa)；Pq 1 1斷面的總壓(Pa)Pd 一 1 1斷面的動(dòng)壓(Pa)；Pj 1 1斷面的靜壓(Pa) o由流體力學(xué)可知，排氣罩的局部阻力系數(shù)為Pq(Pd Pj) Pj_PdPdPdPd(1)因此，用動(dòng)壓法測(cè)定出1 1斷面處的Pj及Pd值，就可以得出 值。 實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)改變?nèi)舾纱物L(fēng)量，最后求其的平均值。(二)排氣罩風(fēng)量的測(cè)定排氣罩風(fēng)量的測(cè)定可用動(dòng)壓法測(cè)出I I斷面的動(dòng)壓值，求得平均流速，再按下式求排氣罩的排氣量 LoL 3600 F V 3600 f2P(vm/h )(2)V式中：F 斷面I 一 1的面積(m2);V 斷面1 一 I的流速(m/s); 斷面1 1的空氣密度(kg /卅)。在現(xiàn)場測(cè)定排氣罩的風(fēng)量時(shí)，往往由于排氣罩及干管的連接管很短， 又有彎頭、三通等部件，不易找到比較穩(wěn)定的測(cè)定斷面，使得用動(dòng)壓法測(cè) 定有一定困難。在這種情況下，可用圖2-2靜壓法測(cè)定排風(fēng)量裝置來測(cè)量。由公式可得(3)或令流量系數(shù)由公式(3)得 則由公式 得排