通風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)量風(fēng)壓的測量

1、實驗一風(fēng)管風(fēng)壓、風(fēng)速、風(fēng)量的測定一、實驗?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)量進行測定調(diào)整，使系統(tǒng)能在正常運行工況下工作。測量風(fēng)壓、風(fēng)速及風(fēng)量的方法有許多種，現(xiàn)場測定一般采用畢托測壓管和不同種類的微壓計或U型管來進行測量。通過實驗，使學(xué)生掌握風(fēng)管截面的測點布置方法，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)量的測量方法和計算公式，為專業(yè)測試打下基礎(chǔ)。二、實驗裝置通風(fēng)系統(tǒng)綜合測定實驗裝置如圖1-1所示，該裝置由風(fēng)管、風(fēng)機及測量箱組成。圖1-1通風(fēng)系統(tǒng)綜合測定實驗裝置實驗系統(tǒng)的正壓管段與負壓管段均設(shè)有測壓孔，可用畢托管直接在測量斷面上進行測量。在風(fēng)機入口，出口側(cè)各

2、安裝有測量風(fēng)量的測量箱，在箱內(nèi)安裝有標準空氣流量噴嘴，為了使測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%,測量箱斷面尺寸按空氣流速不大于O.76m/s考慮。I號測量箱，安裝有標準噴嘴計3個，其規(guī)格為：D1002個D501個實驗系統(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、實驗原理及實驗方法（一）畢托管與微壓計測量風(fēng)壓、風(fēng)速及風(fēng)量空氣在風(fēng)管中流動時，管內(nèi)空氣與管外空氣存在有壓力差，這個壓力差是直接由風(fēng)管管壁來承受的，稱為靜壓Pj,就空氣某一質(zhì)點來說，所承受的靜壓的方向為四面八方。由于空氣在風(fēng)管內(nèi)流動，形成一定的動壓Pd,即為氣流的動能。2動壓數(shù)學(xué)表達式Pd（Pa）22或

3、PdP（mmH2O）2g動壓的方向為空氣流動的方向。靜壓與動壓之和稱為總壓，數(shù)學(xué)表達式為PqPjPd（Pa）在畢托管上有測量總壓、靜壓的測孔，與微壓計配合使用，就可測出流體的靜壓、總壓與動壓。靜壓和總壓有正負之分，動壓只為正值。在測量總壓和靜壓時，如數(shù)值超過微壓計的量程，則采用U型管壓力計。測出空氣動壓值后，即可求得相應(yīng)的空氣流速?？諝饬魉賤12艮（m/s）或vJ2gPd_（m/s）V測出測量斷面面積F及計算出空氣的平均流速V后即可計算空氣體積流量LLFV(m3/s)L3600Fv(m3/h)空氣的質(zhì)量流量G L F v ( kg/s)或G3600Fv(kg/h)式中：Pd一空氣的動壓（Pa）

4、;V 一空氣的流速（m/s）;V 一空氣的平均流速（m/s）;一測量斷面上空氣密度（kg/m3）；一測量斷面上空氣比重（kgf/m3）；Pd一用工程單位表示的空氣動壓（mmH2O）；G一重力加速度，g=9.807（m/s2）;Pj一空氣的靜壓（Pa）;Pq一空氣的總壓（Pa）;L/-用工程單位表示的空氣體積流量（肅/h）;G/一用工程單位表示的空氣質(zhì)量流量（kg/h）在現(xiàn)場測定時，測量斷面的選擇是很重要的。測點應(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45倍管道直徑。在調(diào)節(jié)閥前后應(yīng)避免布置測點。

5、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，畢托管與微壓計的連接方法應(yīng)視測點位置是處于正壓段還是負壓段而定。當測點在通風(fēng)機前的吸入段時，其總壓及靜壓為負值，故其接管應(yīng)與微壓計的傾斜管的一端連接。當測點在通風(fēng)機后的壓出段時，其總壓為正值，而靜壓視情況而定，一般情況下為正值。對于動壓值，則不管測點在壓出段或吸入段，其值永遠是正值。畢托管與微壓計的接管，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畢托管與微壓計的接管示意圖由于氣流速度在管道斷面上的分布是

6、不均勻的，因此，在同一斷面上必須進行多點測量，然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等面積的小矩形，測點布置在每個小矩形的中心。小矩形每邊的長度為200mm左右，使其面積不大于O.05M,但其數(shù)目應(yīng)不小于9個，如圖1-3所示。圖1-3矩形風(fēng)管測點布置圖圖1-4圓形斷面測點布置圖2、 對于圓形管道，可將管道斷面劃分為若干個等面積的同心環(huán)，然后在環(huán)上的水平及垂直向布置測點，如圖1-4所示。同心環(huán)的環(huán)數(shù)如下表1-1。表1-1同心環(huán)的環(huán)數(shù)劃分風(fēng)管直徑D(mrm<3003005005008008001100>1100劃分的環(huán)數(shù)m23456同心環(huán)上各測點距中心的距

7、離按下式計算：式中：Ro一風(fēng)管的半徑（mn）;Ri一風(fēng)管中心到第i點的距離（mn>i一從風(fēng)管中心算起的同心環(huán)順序號；M一風(fēng)管斷面上劃分的同心環(huán)數(shù)。實際上在測定時，應(yīng)求出各環(huán)測點至管壁的距離。各環(huán)測點至管壁的距離為:各環(huán)測點至管壁的距離如圖1-5所示。圖1-5圓環(huán)測點布置圖各環(huán)測點至管壁的距離li也可直接用表1-2求得。表1-2各環(huán)測點至管壁的距離li測點號環(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.

8、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動壓后，應(yīng)按下式求其平均動壓:式中：n一測點數(shù)目取兩軸線的動壓平均值，即PdpPdaPdbOp2在現(xiàn)場測量中，若測點處受渦流影響，使動壓的某些讀值為負值或零時，在計算中可視該點的讀值為零。管道內(nèi)的平均總壓可按下式求之：cPq1Pq2PqnPd0n（二）標準空氣流量噴嘴測量風(fēng)量根據(jù)節(jié)流原理，流體流經(jīng)節(jié)流裝置時產(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。故通過測量壓差，即可計算出流量。對于

9、不可壓縮流體，通過單個噴嘴的風(fēng)量接下式計算:LFoJ2（m3/s）GFo2P(kg/s)式中：L-通過單個噴嘴的空氣體積流量（m3/s）;G一通過單個噴嘴的空氣質(zhì)量流量（kg/s）;一噴嘴流量系數(shù)，根據(jù)表1-3查得；F0一噴嘴的開孔面積（m2）;(kg/P一噴嘴前后的靜壓差或噴嘴喉道處的動壓（Pa）;一噴嘴進口處的濕空氣密度，可近似取相同狀態(tài)的干空氣密度肅）0在工程上為簡化計算，流量單位常采用m3/h或kg/h,噴嘴開孔直徑單位常采用mm壓力、壓差單位常采用mm2O(kg/mi),所以，對上述流量基本方程式進行處理后，得實用流量方程式，即為：oP.3,.、L0.01252d(m/h)或G0.0

10、1252d2"P(kg/h)式中：0.012523600106/2g；4D一噴嘴的開孔直徑(mm；P/一噴嘴前后的靜壓差或噴嘴喉道處的動壓(mm2O)表1-3噴嘴流量系數(shù)表值40.000.97380.000.983250.OO0.99350.000.977100.00O.985300.00O.99460.000.979150.00O.988350.000.99470.000.981200.00O.991表中：ReVdV一噴嘴喉部空氣流速，測量時要求150"35.5（m/s）;D一噴嘴喉部即開孔直徑（m）;一空氣的運動粘性系數(shù)（m2/s）。當使用一個以上的噴嘴時，總風(fēng)量為通過

11、各單個噴嘴風(fēng)量的總和。（三）用進口流量管測量風(fēng)量（擴展）進口流量管安裝在系統(tǒng)風(fēng)管的入口處，根據(jù)節(jié)流原理，流體被吸進流量管后，沿著漸縮的型面逐步加速，而靜壓降低。而且壓差與流量有關(guān)。進口流量管的進口線h型光潔，流體通過時流場均勻，阻力較小，而且結(jié)構(gòu)簡單、計算方便。進口流量管見圖1-6所不列端面00和斷面II由于PiBPj故流速公式又為:式中：B一大氣壓力（Pa）;Pi測定斷面空氣的絕對壓力（Pa）;Pj一測定斷面上靜壓測孔所測得的靜壓，即真空度（Pa）;一進口流量管的阻力系數(shù);一空氣密度（kg/m3）令為流速系數(shù)，經(jīng)實驗測定本系統(tǒng)安裝的流量管流速系數(shù)為,10.99。因此，通過流量管的風(fēng)量：LVF

12、Fj2（mVs）其中：fd2（m）°4在應(yīng)用進口流量管時，在其入口前一定不得有障礙物，以免流速發(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)有障礙物，以免引起測量誤差。（四）用測壓十字架簡易測量風(fēng)量（擴展）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)及位置是根據(jù)風(fēng)管尺寸大小而定；若在測壓斷面上再焊接一個測靜壓短管，即可配合微壓計測出平均動壓。因測壓十字架并非是標準測壓管，在使用之前必須用標準畢托管進行校正，其校正系數(shù)為：式中：Pdn一在風(fēng)管中標準畢托管測得的平均動壓值（Pa）;Pd一測壓

13、十字架測得的動壓值（Pa）。校正K值時應(yīng)在不同的風(fēng)量下進行。由此，用測壓十字架測得的平均風(fēng)速為2Pdm 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簡易測量風(fēng)量（擴展）氣體通過彎管時，由于離心力的作用，在彎管內(nèi)、外側(cè)壁面上產(chǎn)生了靜壓差。對于一定形狀的彎頭，在其彎曲中心最遠和最近位置上所測得的靜壓差與通過的流體的體積成正比。對于圓形90o彎頭，其通過的流量為：,D2R2P/3/、L、J（m/s）42D式中：一流量系數(shù)，當>1時，勺1.0;DR一彎頭的曲率半徑（m）;D一彎頭的內(nèi)徑（m）;P在彎頭對稱（45°）斷面上從兩側(cè)取壓口測得的靜壓差（Pa）;一空氣密度（kg/

14、m3）o如要求測量精度高于5%,則需用畢托管對其計算公式進行校正，確定流量系數(shù)。同時，也需對彎頭的曲率半徑及彎頭內(nèi)徑D進行較精確的測量。因彎頭流量計可直接安裝在風(fēng)管管路的轉(zhuǎn)彎處，所以，利用彎頭對風(fēng)量進行測定時，沒有造成附加壓力損失（如采用孔板流量計，則會產(chǎn)生一定的壓力損失）0此外，安裝簡易且廉價，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。測量彎頭之前應(yīng)有盡可能長的直管段，即進入彎頭時斷面上的氣流速度能較為均勻，這樣能使測量的壓差較為穩(wěn)定，波動小。如彎頭置于前25R后10D內(nèi)無局部阻力處，則測定的結(jié)果將更加精確。四、實驗內(nèi)容與要求1、運行通風(fēng)系統(tǒng)，用各種方法（由實驗教師指定）對系

15、統(tǒng)風(fēng)量進行測定。2、變化若干次風(fēng)量，測量系統(tǒng)風(fēng)壓、風(fēng)速及風(fēng)量。3、對實驗數(shù)據(jù)進行整理，撰寫實驗報告。實驗二排氣罩性能測定一、實驗?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)和相對粗糙度無關(guān)。通過實驗，使學(xué)生了解局部阻力系數(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)量計算方法，為專業(yè)測試打下基礎(chǔ)。二、實驗原理及實驗方法（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。一0斷面與排氣罩出口l1斷面的總壓差。由于罩口斷面

16、的總壓（表壓）等于零，所以PqPq0Pq（PjPd）（Pa）式中：Pq0一罩口斷面的總壓（Pa）;Pq11斷面的總壓（Pa）Pd一1一1斷面的動壓（Pa）;Pj11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（PdPj）間Pd（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。實驗時應(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氣量L。L3600FV360012PL（mi/h）（2）式中：F一斷面l1的面積（m2）;V一斷面1一l的流速（m/s）;一斷面11的空氣密度（kg/肅）。在現(xiàn)場測定排氣罩的風(fēng)量時，往往由于排氣罩與干管的連接管很短，又有彎頭、三通等部件，不易找到比較穩(wěn)定的測定斷面，使得用動壓法測定有一定困難。在這種情況下，可用圖2-2靜壓法測定