通風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)量風(fēng)壓測量

1、實(shí)驗(yàn)一風(fēng)管風(fēng)壓、風(fēng)速、風(fēng)量的測定一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康脑谕L(fēng)除塵工程中，需要對系統(tǒng)中風(fēng)壓、風(fēng)速及風(fēng)量進(jìn)行測定調(diào)整，使系統(tǒng)能在正常運(yùn)行工況下工作。測量風(fēng)壓、風(fēng)速及風(fēng)量的方法有好多種，現(xiàn)場測定一般采用畢托測壓管和不相同種類的微壓計(jì)或U型管來進(jìn)行測量。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生掌握風(fēng)管截面的測點(diǎn)部署方法，熟悉風(fēng)壓、風(fēng)速及風(fēng)量測量儀表的結(jié)構(gòu)及工作原理，掌握風(fēng)壓、風(fēng)速及風(fēng)量的測量方法和計(jì)算公式，為專業(yè)測試打下基礎(chǔ)。二、實(shí)驗(yàn)裝置通風(fēng)系統(tǒng)綜合測定實(shí)驗(yàn)裝置如圖1-1所示，該裝置由風(fēng)管、風(fēng)機(jī)及測量箱組成。圖1-1通風(fēng)系統(tǒng)綜合測定實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的正壓管段與負(fù)壓管段均設(shè)有測壓孔，可用畢托管直接在測量斷面進(jìn)步行測量。在風(fēng)機(jī)入口，出口側(cè)

2、各安裝有測量風(fēng)量的測量箱，在箱內(nèi)安裝有標(biāo)準(zhǔn)空氣流量噴嘴，為了使測量段的空氣流速場較為平均、在噴咀前后各設(shè)有整流板，其穿孔率約為40，測量箱斷面尺寸按空氣流速不大于O.76ms考慮。號測量箱，安裝有標(biāo)準(zhǔn)噴嘴計(jì)3個(gè)，其規(guī)格為：D1002個(gè)D501個(gè)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)風(fēng)量可經(jīng)過調(diào)治多葉調(diào)治閥來改變其大小。三、實(shí)驗(yàn)原理及實(shí)驗(yàn)方法(一)畢托管與微壓計(jì)測量風(fēng)壓、風(fēng)速及風(fēng)量空氣在風(fēng)管中流動時(shí)，管內(nèi)空氣與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Pj，就空氣某一質(zhì)點(diǎn)來說，所承受的靜壓的方向?yàn)橹車朔?。由于空氣在風(fēng)管內(nèi)流動，形成必然的動壓Pd，即為氣流的動能。2動壓數(shù)學(xué)表達(dá)式Pd（Pa）22或Pd

3、P（mmH2O）2g動壓的方向?yàn)榭諝饬鲃拥姆较颉ｌo壓與動壓之和稱為總壓，數(shù)學(xué)表達(dá)式為PqPjPd（Pa）在畢托管上有測量總壓、靜壓的測孔，與微壓計(jì)配合使用，即可測出流體的靜壓、總壓與動壓。靜壓和總壓有正負(fù)之分，動壓只為正當(dāng)。在測量總壓和靜壓時(shí)，如數(shù)值高出微壓計(jì)的量程，則采用U型管壓力計(jì)。測出空氣動壓值后，即可求得相應(yīng)的空氣流速。空氣流速v2Pd（m/s）或v2gPd（m/s）測出測量斷面面積F及計(jì)算出空氣的平均流速v后即可計(jì)算空氣體積流量L。LFv（m3/s）或L3600Fv（m3/h）空氣的質(zhì)量流量或GLFvG3600Fv（kg/s）（kg/h）式中：Pd空氣的動壓（Pa）；空氣的流速(m/

4、s)；空氣的平均流速(m/s)；測量斷面上空氣密度(kg/m3)；測量斷面上空氣比重(kgf/m3)；L/用工程單位表示的空氣體積流量（3m/h)；G/用工程單位表示的空氣質(zhì)量流量(kg/h)。在現(xiàn)場測準(zhǔn)時(shí)，測量斷面的選擇是很重要的。測點(diǎn)應(yīng)選擇在氣流比較平直、擾動較少的直管段上。如有彎頭或三通等部件，則測點(diǎn)應(yīng)選在這些部件從前大于2倍管道直徑處；如在這些部件此后，應(yīng)距這些部件大于45倍管道直徑。在調(diào)治閥前后應(yīng)防備部署測點(diǎn)。管內(nèi)靜壓的測定，除用畢托管外，也可直接在管壁上開一個(gè)小孔，焊接一測壓短管測得。小孔徑直徑應(yīng)小于2mm，鉆孔應(yīng)與管壁垂直，而且孔口內(nèi)壁不應(yīng)有毛刺。在測定風(fēng)壓時(shí)，畢托管與微壓計(jì)的連

5、接方法應(yīng)視測點(diǎn)地址是處于正壓段還是負(fù)壓段而定。當(dāng)測點(diǎn)在通風(fēng)機(jī)前的吸入段時(shí)，其總壓及靜壓為負(fù)值，故其接收應(yīng)與微壓計(jì)的傾斜管的一端連接。當(dāng)測點(diǎn)在通風(fēng)機(jī)后的壓出段時(shí)，其總壓為正當(dāng)，而靜壓視情況而定，一般情況下為正當(dāng)。對于動壓值，則無論測點(diǎn)在壓出段或吸入段，其值永遠(yuǎn)是正當(dāng)。畢托管與微壓計(jì)的接收，可參照圖1-2所示，圖中畢托管的總壓端用“+”表示，靜壓端用“-”表示。圖1-2畢托管與微壓計(jì)的接收表示圖由于氣流速度在管道斷面上的分布是不平均的，因此，在同一斷面上必定進(jìn)行多點(diǎn)測量，爾后求出該斷面的平均流速。1、對于矩形管道，可將管道斷面劃分若干個(gè)等面積的小矩形，測點(diǎn)部署在每個(gè)小矩形的中心。小矩形每邊的長度為

6、200mm左右，使其面積不大于29個(gè)，如圖1-3所示。O.05m，但其數(shù)目應(yīng)不小于圖1-3矩形風(fēng)管測點(diǎn)部署圖圖1-4圓形斷面測點(diǎn)部署圖2、對于圓形管道，可將管道斷面劃分為若干個(gè)等面積的同心環(huán)，爾后在環(huán)上的水平及垂直向部署測點(diǎn)，如圖1-4所示。同心環(huán)的環(huán)數(shù)以下表1-1。表1-1同心環(huán)的環(huán)數(shù)劃分風(fēng)管直徑D30050050080080011001100300（mm）劃分的環(huán)數(shù)m23456同心環(huán)上各測點(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）；從風(fēng)管中心算起的同心環(huán)序次號；風(fēng)管斷面上劃分的同心環(huán)數(shù)。實(shí)質(zhì)上在測準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)求出各環(huán)測點(diǎn)至管壁的距離。各環(huán)測點(diǎn)至管

7、壁的距離為：各環(huán)測點(diǎn)至管壁的距離如圖1-5所示。圖1-5圓環(huán)測點(diǎn)部署圖各環(huán)測點(diǎn)至管壁的距離li也可直接用表1-2求得。表1-2各環(huán)測點(diǎn)至管壁的距離li測點(diǎn)號環(huán)數(shù)345610.09R0.07R0.05R0.04R20.29R0.21R0.16R0.13R30.59R0.39R0.29R0.24R41.41R0.65R0.45R0.35R51.71R1.35R0.68R0.5R61.91R1.61R1.32R0.71R71.79R1.55R1.29R81.93R1.71R1.50R91.84R1.65R101.95R1.76R111.87R121.96R按上面的方法測得斷面上各點(diǎn)動壓后，應(yīng)按下式求

8、其平均動壓：式中：n測點(diǎn)數(shù)目。取兩軸線的動壓平均值，即PdpPdaPdb。2在現(xiàn)場測量中，若測點(diǎn)處受渦流影響，使動壓的某些讀值為負(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：PdPq1Pq2Pqn。n(二)標(biāo)準(zhǔn)空氣流量噴嘴測量風(fēng)量依照節(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)流裝置前后所產(chǎn)生的壓差也就愈大。故經(jīng)過測量壓差，即可計(jì)算出流量。對于不可以壓縮流體，經(jīng)過單個(gè)噴嘴的風(fēng)量接下式計(jì)算：LF02P(m3/s)GF02P(kg/s)式中：L經(jīng)過單個(gè)噴嘴的空氣體積流量(m3/s)；經(jīng)過單個(gè)噴嘴的空氣質(zhì)量流量(kg/s)；噴嘴流量系數(shù)，依照表1-3查得；F

9、0噴嘴的開孔面積(m2)；P噴嘴前后的靜壓差或噴嘴喉道處的動壓(Pa)；噴嘴入口處的濕空氣密度，可近似取相同狀態(tài)的干空氣密度(kg3m)。在工程上為簡化計(jì)算，流量單位常采用3m/h或kg/h，噴嘴開孔直徑單位常2，因此，對上述流量基本方程式采用mm，壓力、壓差單位常采用mmH2O(kgm)進(jìn)行辦理后，得合用流量方程式，即為：L0.01252d2P(m3/h)或G0.01252d2P（kg/h）式中：0.0125236001062g；4噴嘴的開孔直徑（mm）；/P噴嘴前后的靜壓差或噴嘴喉道處的動壓（mmH2O）。表1-3噴嘴流量系數(shù)表值40.000.97380.000.983250OO0.993

10、50.000.977100.00O985300.00O99460.00O979150.00O988350.000.99470.000.981200.00O991Vd表中：ReV噴嘴喉部空氣流速，測量時(shí)要求15V355(ms)；噴嘴喉部即開孔直徑(m)；2一空氣的運(yùn)動粘性系數(shù)(ms)。當(dāng)使用一個(gè)以上的噴嘴時(shí)，總風(fēng)量為經(jīng)過各單個(gè)噴嘴風(fēng)量的總和。（三)用入口流量管測量風(fēng)量（擴(kuò)展）入口流量管安裝在系統(tǒng)風(fēng)管的入口處，依照節(jié)流原理，流體被吸進(jìn)流量管后，沿著漸縮的型面漸漸加速，而靜壓降低。而且壓差與流量有關(guān)。入口流量管的入口線型光潔，流體經(jīng)過時(shí)流場平均，阻力較小，而且結(jié)構(gòu)簡單、計(jì)算方便。入口流量管見圖1-6

11、所示。圖1-6入口流量管列端面00和斷面II之間的伯努利方程為：得V12(BP1)1由于P1BPj故流速公式又為：式中：B大氣壓力(Pa)；P1測定斷面空氣的絕對壓力(Pa)；Pj測定斷面上靜壓測孔所測得的靜壓，即真空度(Pa)；入口流量管的阻力系數(shù)；空氣密度（kg/m3）。令1為流速系數(shù)，經(jīng)實(shí)驗(yàn)測定本系統(tǒng)安裝的流量管流速系數(shù)為10.99。因此，經(jīng)過流量管的風(fēng)量：LVFF2Pj（m3/s）22）。其中：FD（m4在應(yīng)用入口流量管時(shí)，在其入口前必然不得有阻擋物，省得流速發(fā)生擾動。一般要求在風(fēng)管軸線方向的10D范圍內(nèi)，以及在垂直風(fēng)管軸線方向4D范圍內(nèi)不應(yīng)有阻擋物，省得引起測量誤差。（四）用測壓十字

12、架簡單測量風(fēng)量（擴(kuò)展）在經(jīng)常需測量的通風(fēng)系統(tǒng)中，為了能使測量簡單迅速，可在風(fēng)管中安裝測量平均全壓的測壓十字架（笛形管），測孔數(shù)及地址是依照風(fēng)管尺寸大小而定；若在測壓斷面上再焊接一個(gè)測靜壓短管，即可配合微壓計(jì)測出平均動壓。因測壓十字架其實(shí)不是是標(biāo)準(zhǔn)測壓管，在使用從前必定用標(biāo)準(zhǔn)畢托管進(jìn)行校正，其校正系數(shù)為：式中：Pdn在風(fēng)管中標(biāo)準(zhǔn)畢托管測得的平均動壓值（Pa）；Pd測壓十字架測得的動壓值（Pa）。校正K值時(shí)應(yīng)在不相同的風(fēng)量下進(jìn)行。由此，用測壓十字架測得的平均風(fēng)速為VK2Pd（m/s）圖1-7測壓十字架測量風(fēng)量（五）利用管路彎頭流量計(jì)簡單測量風(fēng)量（擴(kuò)展）氣體經(jīng)過彎管時(shí)，由于離心力的作用，在彎管內(nèi)、外

13、側(cè)壁面上產(chǎn)生了靜壓差。對于必然形狀的彎頭，在其波折中心最遠(yuǎn)和近來地址上所測得的靜壓差與經(jīng)過的流體的體積成正比。對于圓形90o彎頭，其經(jīng)過的流量為：D2R2P3L2D（m/s）4式中：流量系數(shù)，當(dāng)Rl時(shí)，1.0；D彎頭的曲率半徑(m)；彎頭的內(nèi)徑(m)；P在彎頭對稱（45o）斷面上從兩側(cè)取壓口測得的靜壓差（Pa）；空氣密度(kg/m3)。如要求測量精度高于5，則需用畢托管對其計(jì)算公式進(jìn)行校正，確定流量系數(shù)。同時(shí)，也需對彎頭的曲率半徑及彎頭內(nèi)徑D進(jìn)行較精確的測量。因彎頭流量計(jì)可直接安裝在風(fēng)管管路的轉(zhuǎn)彎處，因此，利用彎頭對風(fēng)量進(jìn)行測準(zhǔn)時(shí)，沒有造成附加壓力損失(如采用孔板流量計(jì)，則會產(chǎn)生必然的壓力損失

14、)。其他，安裝簡單且廉價(jià)，在相同風(fēng)量下測定，產(chǎn)生的壓差數(shù)值大于畢托管所測定的動壓值。測量彎頭從前應(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平均，這樣能使測量的壓差較為牢固，顛簸小。如彎頭置于前25D、后10D內(nèi)無局部阻力處，則測定的結(jié)果將更加精確。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與要求1、運(yùn)行通風(fēng)系統(tǒng)，用各種方法(由實(shí)驗(yàn)教師指定)對系統(tǒng)風(fēng)量進(jìn)行測定。2、變化若干次風(fēng)量，測量系統(tǒng)風(fēng)壓、風(fēng)速及風(fēng)量。、對實(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)中空氣的流動均屬于自模區(qū)，因此對于定型的排氣罩，其局部阻力系數(shù)及流量系數(shù)均為定值，與雷諾數(shù)和相

15、對粗糙度沒關(guān)。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生認(rèn)識局部阻力系數(shù)及流量系數(shù)的測量方法，熟悉測量儀表的結(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)的測定圖2-1動壓法測定排風(fēng)量裝置圖2-2靜壓法測定排風(fēng)量裝置排氣罩的阻力為排氣罩罩口O一0斷面與排氣罩出口l一1斷面的總壓差。由于罩口斷面的總壓（表壓）等于零，因此PqPq0Pq(PjPd)（Pa）式中：Pq0一罩口斷面的總壓(Pa)；Pq11斷面的總壓(Pa)Pd一11斷面的動壓(Pa)；Pj11斷面的靜壓(Pa)。由流體力學(xué)可知，排氣罩的局部阻力系數(shù)為Pq(PdPj)PjPd（1）PdPdPd因此，用動壓法測定出11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)量的測定排氣罩風(fēng)量的測定可用動壓法測出ll斷面的動壓值，求得平均流速，再按下式求排氣罩的排襟懷L。L36002Pd3/h）（2）FV3600（m式中：F斷面l一1的面積(m2)；V斷面1一l的流速(ms)；斷面113的空氣密度(kgm)。在現(xiàn)場測定排氣罩的風(fēng)量時(shí)，經(jīng)常由于排氣罩與干管的連接收很短，又有彎頭、三通等部件，不易找到比較牢固的測定斷面，使得用動壓法測定有必然困難。在這種情況下，可用圖2-2靜壓法測定排風(fēng)量裝置來