礦井通風(fēng)與安全課程實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)

1、礦井通風(fēng)與安全課程實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)安 全 工 程 教 研 室實(shí)驗(yàn)一 空氣中有害氣體濃度測(cè)定一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?學(xué)習(xí)并掌握檢定管法測(cè)空氣中有害氣體濃度的原理和方法。二、實(shí)驗(yàn)儀器 1、檢定管 檢定管為裝有某種檢測(cè)用試劑的玻璃管，待測(cè)氣體通過(guò)檢定管時(shí)與該試劑發(fā)生化學(xué)反 應(yīng)，并呈現(xiàn)一定的顏色或變色長(zhǎng)度，從而測(cè)出該氣體的濃度。根據(jù)變色深淺測(cè)定濃度的叫比色法檢定管。根據(jù)變色長(zhǎng)短測(cè)定濃度的叫比長(zhǎng)法檢定管。煤礦常用的有CO、CO2、H2S和SO2檢定管。本次實(shí)驗(yàn)只用比長(zhǎng)法檢定管測(cè)CO或H2S濃度。 （1）比長(zhǎng)法CO檢定管 比長(zhǎng)法CO檢定管（圖1-1）內(nèi)裝有發(fā)煙硫酸及硅膠做載體吸收I2O5的指示劑，當(dāng)CO與I2O5接觸時(shí)，

2、發(fā)生如下的反應(yīng)：H2SO4 I205 + 5CO - 5CO2 + I2 碘與SO3作用成棕色化合物，它的長(zhǎng)度與通過(guò)檢定管得空氣中CO濃度成正比。根據(jù)棕色化合物的長(zhǎng)度由檢定管的刻度上可以直接讀出CO濃度。 1 2 3 4 5 6圖1-1比長(zhǎng)式CO檢定管1堵塞物2活性碳3硅膠4消除劑5玻璃粉6指示劑（2）比長(zhǎng)法H2S檢定管 管內(nèi)裝有以陶瓷做載體吸附醋酸鉛和氯化鋇的白色指示劑。它與H2S發(fā)生下列化學(xué)反應(yīng)： Pb(CH3COO)2(白色)+ H2S PbS(黑色) + 2CH3COOH 加入氯化鋇可生成一部分Pb2CI2S以增加色柱長(zhǎng)度，提高測(cè)定精度。 2、取樣唧筒 唧筒用采取被測(cè)氣體試樣并將AQY

3、-50型CO檢定器唧筒。它由唧筒活塞4、吸氣口1、排氣口2和三通開(kāi)關(guān)組成，活塞桿上有0-50毫升的刻度，可以控制取樣數(shù)量和送氣速度。三通開(kāi)關(guān)用以控制氣流方向，當(dāng)開(kāi)關(guān)把手與吸氣口平行時(shí)，唧筒與吸氣口連通，它與排氣口平行時(shí)，則連通排氣口。位于兩者之間時(shí)（450），各路都不通。圖1-2 抽氣唧筒1-；-氣體入口；2-檢定管插孔；3-三通閥閥把；4-活塞柱；5-比色板；6-溫度計(jì)三、實(shí)驗(yàn)方法和步驟 1、在測(cè)定地點(diǎn)將開(kāi)關(guān)把手置于吸氣位置，并將唧筒往復(fù)推壓2-3次，以清洗唧筒，然后將活塞桿拉出，氣體試樣就被抽吸在唧筒內(nèi)了。再將開(kāi)關(guān)把手置于（450）封閉位置。 2、將檢定管兩端用小銼刀切斷，把進(jìn)氣端插入唧筒

4、的排氣口上，再將開(kāi)關(guān)把手置于排氣口位置，按照檢定管的使用說(shuō)明書(shū)對(duì)送氣量和送氣時(shí)間的要求，使氣樣流過(guò)檢定管CO與指示膠起反應(yīng)，產(chǎn)生棕色環(huán)。 3、讀數(shù)，由變色環(huán)上端指示的數(shù)字直接從檢定管上讀出CO濃度（PPM）。如果氣樣中CO含量超過(guò)檢定管測(cè)量上限，可減少通氣量，如通氣量為V mmL，則： 測(cè)定結(jié)果=檢定管×（100÷V）（式中100指要求送氣量為100mmL檢定管）如果氣樣中CO含量低于檢定管測(cè)量下限，可增加通氣次數(shù)，如果通氣次數(shù)為N，則： 測(cè)定結(jié)果=檢定管讀數(shù)÷N實(shí)驗(yàn)二 大氣壓、空氣濕度和空氣密度測(cè)定一、試驗(yàn)?zāi)康?掌握測(cè)定大氣壓（P）和空氣濕度的常用儀表的構(gòu)造、原

5、理和使用方法，計(jì)算空氣密度。二、試驗(yàn)儀表： 1. 大氣壓測(cè)定常用的儀表有水銀氣壓計(jì)和空盒氣壓計(jì)。（1） 水銀氣壓計(jì)常用的水銀氣壓計(jì)有動(dòng)槽式和定槽式兩種。動(dòng)槽式水銀氣壓計(jì)的主要部件是一根倒置于可動(dòng)水銀槽內(nèi)的玻璃管，管的上端水銀面上是真空的，槽內(nèi)液面則通向大氣，所以玻璃管內(nèi)水銀柱高度就表示了大氣壓力（毫米汞柱或毫巴）。測(cè)定時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)底部調(diào)節(jié)螺絲4，使槽內(nèi)水銀液面正好與象牙指針2觸及，然后轉(zhuǎn)動(dòng)螺絲6，使游標(biāo)1的下切口與水銀頂面相切，由刻度尺7和游標(biāo)1讀出大氣壓的讀值（P讀），因?yàn)榭潭仁墙饘俚?，熱脹冷縮，所以要進(jìn)行讀值的溫度校正，由溫度計(jì)8讀出測(cè)定的溫度，從表21查出溫度校正值P溫，則實(shí)際的大氣壓：P0

6、=P讀+P溫定槽式水銀氣壓計(jì)的下部水銀槽是固定不動(dòng)的，除不必調(diào)節(jié)槽內(nèi)液面高低外，其余使用方法同上。表2-1 黃銅刻度尺換算到0時(shí)的溫度校正值溫度大氣壓計(jì)數(shù)值（P讀）mmHg74075076077078010-1.21-1.22-1.24-1.26-1.2715-1.81-1.83-1.86-1.89-1.9120-2.41-2.44-2.48-2.51-2.5425-3.01-3.05-3.09-3.13-3.1730-3.61-3.66-3.71-3.75-3.80（2） 空盒氣壓計(jì)如圖2-1所示，空盒氣壓計(jì)由一個(gè)波紋狀金屬真空盒和一套杠桿機(jī)構(gòu)組成。大氣壓變化時(shí)盒面變形值經(jīng)杠桿機(jī)構(gòu)放大，帶動(dòng)

7、盒面指針轉(zhuǎn)動(dòng)指出大氣壓值?？蘸袣鈮河?jì)使用前應(yīng)用水銀氣壓計(jì)校正，校正時(shí)用小螺絲刀微微擰轉(zhuǎn)盒背面（或側(cè)面）的調(diào)節(jié)螺絲，使指針?biāo)練鈮褐蹬c水銀氣壓計(jì)一致。測(cè)定時(shí)，將其水平放置，用手指輕輕敲擊盒面數(shù)次，消除指針的蠕動(dòng)現(xiàn)象，等待數(shù)分鐘后再讀值，讀值應(yīng)根據(jù)儀器所附檢定證進(jìn)行刻度和溫度的補(bǔ)充校正。例如，某空盒氣壓計(jì)讀值為770mmHg，查取它的刻度校正值為-0.1 mmHg，溫度校正為-0.03（mmHg /×15）=-0.45 mmHg，補(bǔ)充校正為+0.6 mmHg，則實(shí)際大氣壓為770-0.1-0.45+0.6=770.05 mmHg。 1-金屬盒；2-彈簧；3-指針圖2-1 空盒氣壓計(jì)2.空

8、氣相對(duì)濕度測(cè)定如圖2-2風(fēng)扇濕度計(jì)，它們都由兩支水銀溫度計(jì)組成，其中，一支為干溫度計(jì)（又叫干球），另一支的水銀球上包著紗布，叫濕溫度計(jì)（又叫濕球）。測(cè)定前將濕球上的紗布用清水潤(rùn)濕。用風(fēng)扇濕度計(jì)測(cè)定時(shí)，用小風(fēng)扇罩上的鎖匙將發(fā)條上緊，風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)，使空氣以一定速度（1.73.0m/s）流經(jīng)干、濕溫度計(jì)的水銀球周?chē)?2分鐘，兩支溫度計(jì)示數(shù)穩(wěn)定即可讀取。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、分別用水銀氣壓機(jī)和空盒氣壓計(jì)測(cè)大氣壓。2、風(fēng)扇濕度計(jì)測(cè)空氣的相對(duì)濕度，計(jì)算絕對(duì)濕度。 圖2-2 風(fēng)扇濕度計(jì)3、以水銀氣壓計(jì)和風(fēng)扇濕度計(jì)的測(cè)定結(jié)果計(jì)算空氣的密度。實(shí)驗(yàn)三 微氣候狀態(tài)測(cè)定一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆沼每ㄋ?jì)測(cè)微氣候狀態(tài)的原理和方法。二、

9、 實(shí)驗(yàn)儀器卡它計(jì)、熱水瓶、秒表、溫度計(jì)、風(fēng)速計(jì)卡它計(jì)（圖3-1）是一種模擬人體表面在空氣中的溫度、濕度和流動(dòng)速度三種因素綜合作用下散熱情況的儀器。它下端的圓形貯液器長(zhǎng)約40mm，直徑16mm，表面積約為22.6cm2，內(nèi)貯酒精。儀器中部刻有38和35兩個(gè)刻度，其平均值為36.5，恰好相當(dāng)于人體溫度?？ㄋ?jì)有干卡它計(jì)和濕卡它計(jì)兩種，前者只能測(cè)出對(duì)流和輻射形式的散熱效果，濕卡它計(jì)的貯液器用紗布包起來(lái)，能測(cè)出對(duì)流、輻射和蒸發(fā)的綜合散熱效果。三、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和方法圖3-1 卡它計(jì)用干、濕卡它計(jì)分別測(cè)定室內(nèi)的干、濕卡它度各二次，取其平均值，并測(cè)出這時(shí)的空氣溫度、濕度和速度。評(píng)述在該微氣候狀態(tài)下的自我感覺(jué)。

10、卡它度的測(cè)定：取干、濕卡它計(jì)各一支，記下各自的卡它常數(shù)F，將卡它計(jì)下部貯液器置于熱水瓶中，使酒精液柱水氣泡完全排出。酒精液面上升到上端園柱形空間內(nèi)的1/21/3處取出，若為干卡它計(jì)，則用布將儀器檫干，如為濕卡它計(jì)則將下端貯液器紗布內(nèi)過(guò)多的水分?jǐn)Q掉，將儀器置于測(cè)定地點(diǎn)，手持秒表，記錄酒精液面由38下降到35的時(shí)間t（秒），按下式求出卡它度： W/（S·m2）式中：H干或濕卡它度；F卡它常數(shù)，其數(shù)值為溫度從38降至35時(shí)每平方厘米貯液器表面所散失的熱量，W/m2；t酒精液面由38降至35所經(jīng)過(guò)的時(shí)間，秒。實(shí)驗(yàn)四、 風(fēng)流點(diǎn)風(fēng)壓和點(diǎn)風(fēng)速測(cè)定一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 熟悉風(fēng)壓測(cè)定儀表的構(gòu)造和使用方法；

11、2 掌握測(cè)定點(diǎn)風(fēng)壓和點(diǎn)風(fēng)流的方法；3 通過(guò)實(shí)驗(yàn)更好地理解壓人式通風(fēng)和抽出式通風(fēng)時(shí)風(fēng)流任一點(diǎn)的全壓、靜壓和動(dòng)壓的相互關(guān)系，以及風(fēng)流某一斷面上的風(fēng)速分布；二、 實(shí)驗(yàn)設(shè)備和儀表扇風(fēng)機(jī)管網(wǎng)系統(tǒng)，皮脫管，U型壓差計(jì)，單管壓差計(jì)，空盒氣壓計(jì)，膠皮管。1、 扇風(fēng)機(jī)管網(wǎng)系統(tǒng)如圖4-1所示。圖4-1 扇風(fēng)機(jī)和管網(wǎng)系統(tǒng)圖4-2 皮托管2、 皮托管如圖4-2所示，它是傳遞風(fēng)流壓力的儀器，由內(nèi)外兩根細(xì)金屬管組成，內(nèi)管前端中心有孔與標(biāo)有“+”號(hào)的管腳相同。外管前端封閉，在其管壁開(kāi)有46個(gè)小孔與標(biāo)有“-”號(hào)的管腳相同，測(cè)定時(shí)使管嘴與風(fēng)流平行，中心孔正對(duì)風(fēng)流傳遞測(cè)點(diǎn)風(fēng)流的絕對(duì)全壓（絕對(duì)靜壓與動(dòng)壓之和），而管壁上的小孔則只傳

12、遞測(cè)點(diǎn)的絕對(duì)靜壓。圖4-3 U型壓差計(jì)3、 U型壓差計(jì)如圖4-3，有一根彎成U型的玻璃管1（其中裝如蒸餾水或酒精），刻度尺2和支撐板組成，測(cè)定時(shí)，用膠皮管將風(fēng)流壓力接引（傳遞）到玻璃管內(nèi)，垂直U型管的兩液面差乘以工作液（U形管內(nèi)所裝液體）的比重，即為測(cè)定的壓差h（mmH2O），如為傾斜U形壓差計(jì)，它的壓差為：HLsin mmH2O式中：LU形管內(nèi)的液面高差（mm）；U形管的傾角（°）；工作液比重。4、 單管壓差計(jì) 單管壓差計(jì)工作原理如圖4-4所示。它是由一個(gè)具有大斷面的容器A（面積為F1）與一個(gè)小斷面的傾斜管B（面積為F2）互相連通，并在其中裝有適量酒精的儀器。若在P1與P2壓差作用

13、下，具有傾斜度的管子B內(nèi)的液體在垂直方向升高了一個(gè)高度Z1，而A容器內(nèi)的液面下降了Z2，這時(shí)儀器內(nèi)液面的高差為：Z=Z1+Z2由于A容器液體下降的體積與B管液體上升的體積相等，即： Z2F1=LF2則 Z2=LF2/F1并且 Z1=Lsin把Z1與Z2代入上式，得： Z=Z1+Z2=L（sin+F2/F1）故用此壓差計(jì)測(cè)得P1與P2之壓差h為： h=Z=L(sin+F2/F1)式中： 酒精的比重；令： K=(sin+F2/F1)則： h=KL mmH2O式中： K儀器的校正系數(shù)； L傾斜管上的讀數(shù)，mm。 圖4-5 Y-61型傾斜微壓計(jì)圖4-5a，是Y-61型傾斜微壓計(jì)的結(jié)構(gòu)圖，在三角形的底座

14、1上裝設(shè)容器2與帶刻度的玻璃3，并用膠皮管4將其連通。容器2的頂蓋上有注液孔螺絲5，三通旋塞6及調(diào)零螺絲7，儀器的底座上有水準(zhǔn)泡8和調(diào)平螺絲9。玻璃管3的傾角可借弧形板10與銷(xiāo)釘來(lái)調(diào)節(jié)。為了讀數(shù)準(zhǔn)確，玻璃管3上裝有活動(dòng)游標(biāo)11。零位調(diào)整螺絲下部是一個(gè)浸入液體的圓拄體，若轉(zhuǎn)動(dòng)螺絲就可改變圓柱體浸入液體的深度。三通旋塞如圖4-5b所示，當(dāng)反時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)其旋鈕至極限位置（圖4-5b左）時(shí)玻璃管3借膠皮管12與容器2連通，并經(jīng)三通旋塞孔與大氣相通，而標(biāo)有“+”、“-”兩管接頭則被隔斷，此時(shí)為調(diào)整零位位置，當(dāng)順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)其旋鈕至極限位置（圖4-5b右）時(shí)，管接頭“+”端與容器2相通，標(biāo)有“-”管接頭借

15、膠皮管12通向玻璃管液面，此時(shí)三通旋塞孔與大氣的通路則被隔斷，此即為測(cè)壓位置。 儀器的使用（1） 注入酒精，將調(diào)整螺絲7置于中間位置，擰開(kāi)注液孔螺絲5，把配置好的酒精（比重0.81）漫漫注入容器2內(nèi)，直到玻璃內(nèi)酒精液面在“0”附近為止。（2） 調(diào)平儀器，將玻璃管按所測(cè)壓力大小固定到合適位置，用調(diào)平螺絲9將儀器調(diào)平，轉(zhuǎn)動(dòng)三通旋塞6至“調(diào)零”位置，玻璃管液面如不在“0”刻度上，則調(diào)整零位調(diào)整螺絲7使液面恰好位于“0”刻度上。（3） 測(cè)壓；將高壓接到儀器的“+”接頭上，將低壓接到儀器的“-”接頭上，然后轉(zhuǎn)動(dòng)三通旋塞到“測(cè)壓”位置，管內(nèi)液面上升，待液面穩(wěn)定后，即可讀數(shù)，記作L，將其乘以玻璃管所在位置的

16、校正系數(shù)K，即為測(cè)得的壓差。三、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與方法1).熟悉實(shí)驗(yàn)用儀表的構(gòu)造和使用方法。用比重計(jì)測(cè)酒精比重后（0.81），注入壓差計(jì)內(nèi)，將壓差計(jì)調(diào)平、對(duì)零，檢查皮托管，用嘴在皮托管的管腳上吹氣，從管咀尖端出氣的那個(gè)管腳為傳遞全壓的“+”管腳，另一則為傳遞靜壓的“-”管腳。2).測(cè)風(fēng)流中任一點(diǎn)的風(fēng)壓；在風(fēng)道的平直段選定一個(gè)斷面，將皮托管插入風(fēng)道內(nèi)，管嘴位于斷面的中心并正對(duì)風(fēng)流方向。開(kāi)動(dòng)扇風(fēng)機(jī)，作壓人式通風(fēng)，用膠皮管將皮托管的相應(yīng)管腳與壓差計(jì)連接，測(cè)該點(diǎn)的相對(duì)全壓，相對(duì)靜壓和動(dòng)壓。此外，將皮托管沿風(fēng)道斷面垂直上下移動(dòng)，觀察相對(duì)靜壓有無(wú)變化。將皮托管轉(zhuǎn)動(dòng)180°，開(kāi)動(dòng)扇風(fēng)機(jī)，作抽出式通風(fēng)，測(cè)

17、相對(duì)全壓、測(cè)相對(duì)靜壓和動(dòng)壓。用空盒氣壓計(jì)或水銀氣壓計(jì)測(cè)大氣壓力。用坐標(biāo)圖分析比較壓人式和抽出式通風(fēng)時(shí)，測(cè)點(diǎn)的絕對(duì)全壓、絕對(duì)靜壓、動(dòng)壓和相對(duì)全壓、相對(duì)靜壓、動(dòng)壓之間的關(guān)系。3).測(cè)定風(fēng)道的斷面風(fēng)速分布；測(cè)點(diǎn)布置：為了準(zhǔn)確測(cè)得斷面風(fēng)速分布，必需合理的布置動(dòng)壓測(cè)點(diǎn)。通常是將圓斷面分成若干等面積環(huán)，并在各等面積的面積平分線上布置測(cè)點(diǎn)，如圖4-6所示為三等面積環(huán)的測(cè)點(diǎn)布置。如速度場(chǎng)縱橫對(duì)稱(chēng)，也可以只在縱向（或橫向）上布置測(cè)點(diǎn)。等面積環(huán)數(shù)越多，測(cè)點(diǎn)越多，則測(cè)試精度越高。一般都按風(fēng)筒直徑大小確定等面積環(huán)數(shù)，可參考表4-1。各測(cè)點(diǎn)距風(fēng)筒中心的Ri用下式計(jì)算： mm式中：從風(fēng)筒中心算起的等面積環(huán)的編號(hào)數(shù)； 等面

18、積環(huán)數(shù)； 風(fēng)筒直徑，mm； 風(fēng)筒半徑，mm。表4-1 等面積環(huán)數(shù)查用表風(fēng)筒直徑D（）300400500600等面積環(huán)的數(shù)目n（i）23344556通常皮托管是從風(fēng)筒一側(cè)插入到測(cè)點(diǎn)的（如圖4-7），由可以算得皮托管插入深度。圖4-6 圖4-7 風(fēng)速分布測(cè)定，在測(cè)定斷面直徑上，按三個(gè)等面積環(huán)布置七個(gè)測(cè)點(diǎn)，測(cè)各點(diǎn)的動(dòng)壓，計(jì)算各點(diǎn)的風(fēng)速。 m/s式中點(diǎn)的風(fēng)速，m/s；點(diǎn)的風(fēng)流動(dòng)壓，Pa； 空氣密度，kg/m3以縱坐標(biāo)表示測(cè)點(diǎn)位置，橫坐標(biāo)表示風(fēng)速，用坐標(biāo)紙按一定的比例繪制該斷面的風(fēng)速分布圖。計(jì)算斷面平均風(fēng)速。 V均 式中：分別為1、2、n號(hào)測(cè)點(diǎn)動(dòng)壓測(cè)值，Pa； n測(cè)點(diǎn)總數(shù)。注意；求平均風(fēng)速時(shí)，中心點(diǎn)的風(fēng)

19、速不應(yīng)參與平均。計(jì)算斷面的風(fēng)量Q和風(fēng)速分布系數(shù)Kv； Q=S*V均 m3/s Kv=V均/V中式中： S風(fēng)筒斷面積，m2； V平均風(fēng)速，m/s； V中中心點(diǎn)風(fēng)速，m/s。實(shí)驗(yàn)五 風(fēng)道的風(fēng)阻摩擦阻力系數(shù)和局部阻力測(cè)定一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆诊L(fēng)道的摩擦風(fēng)阻（R摩）、摩擦阻力系數(shù)()和局部阻力系數(shù)()的測(cè)定方法，通過(guò)測(cè)定加深理解能量方程在通風(fēng)中的應(yīng)用。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備及儀器扇風(fēng)機(jī)和管網(wǎng)系統(tǒng)（圖5-1）、單管壓差計(jì)、皮托管、空盒氣壓計(jì)、濕度計(jì)、膠皮管、皮尺、小鋼尺、酒精、液體比重計(jì)。圖5-1三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)方法（1）摩擦風(fēng)阻（R摩）和摩擦阻力系數(shù)()測(cè)定：風(fēng)道的摩擦阻力h摩：式中：hf風(fēng)道的摩擦阻力，Pa；R摩

20、摩擦風(fēng)阻，NS2/M7；Q通過(guò)風(fēng)道的風(fēng)量，m3/s；S風(fēng)道的凈斷面，m2；U風(fēng)道的周界，m；風(fēng)道的摩擦阻力系數(shù)，kg/m3由（5-1）式可見(jiàn)，只要測(cè)出一段風(fēng)道的摩擦阻力（hf）和風(fēng)量（Q）就可以求出這段風(fēng)道的摩擦風(fēng)阻（R摩）。如果同時(shí)測(cè)量出這段風(fēng)道的長(zhǎng)度、凈斷面和周長(zhǎng)，就可以求出測(cè)定時(shí)的摩擦阻力系數(shù)（），再按式（5-2）換算成標(biāo)準(zhǔn)空氣密度下（kg/m3）的摩擦阻力系數(shù)；式中：測(cè)定時(shí)的空氣密度，kg/m3。測(cè)定方法：在圖5-1所示的管網(wǎng)系統(tǒng)中，在鐵風(fēng)道（或木風(fēng)道）內(nèi)選擇A、B兩個(gè)測(cè)點(diǎn)，將單管壓差計(jì)調(diào)平，A、B在兩測(cè)點(diǎn)放置皮托管，用膠皮管將測(cè)點(diǎn)的靜壓分別接到壓差計(jì)，測(cè)A、B兩斷面風(fēng)流的勢(shì)能差（h測(cè)

21、AB），再用皮托管和壓差計(jì)分別測(cè)出兩端面的平均風(fēng)速，用皮尺和小鋼尺量出間的距離和它們的周長(zhǎng)。根據(jù)風(fēng)流的能量方程： （5-3）式中：AB段風(fēng)道的通風(fēng)阻力，Pa；AB段風(fēng)道的勢(shì)能差，Pa；、 分別為A和B斷面的平均風(fēng)速，m/s； 、分別為A和B斷面的空氣密度，kg/m3。又如果AB段漏風(fēng)較大，則（5-1）式中的Q為A、B兩端面的風(fēng)量的平均值，即根據(jù)測(cè)定結(jié)果，計(jì)算鐵風(fēng)筒或木風(fēng)筒的R摩和。（2）局部阻力系數(shù)的測(cè)定在鐵風(fēng)筒直角轉(zhuǎn)彎前后選擇兩個(gè)測(cè)定斷面C、D（圖5-1）測(cè)CD段通風(fēng)阻力h阻CD和平均風(fēng)速。 （5-6）又 （5-7）式中：測(cè)定的AB段鐵風(fēng)筒風(fēng)阻，NS2/M7；AB段長(zhǎng)度，m；CD段長(zhǎng)度，m；

22、測(cè)定的鐵風(fēng)筒摩擦阻力系數(shù)，kg /m3。 根據(jù)測(cè)定結(jié)果計(jì)算90°角轉(zhuǎn)彎的局部阻力系數(shù)。實(shí)驗(yàn)六 扇風(fēng)機(jī)特性測(cè)定一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆丈蕊L(fēng)機(jī)特性測(cè)定方法，通過(guò)測(cè)定加深理解扇風(fēng)機(jī)風(fēng)量和風(fēng)壓、功率與效率的關(guān)系。二、 實(shí)驗(yàn)設(shè)備與儀表5.5KW軸流式風(fēng)機(jī)、風(fēng)筒、調(diào)節(jié)閘門(mén)、皮托管、U形壓差計(jì)、單管壓差計(jì)、電度表(或功率表、或電壓表、電流表與功率因數(shù)表)、秒表、空盒氣壓計(jì)、濕度計(jì)、膠皮管、酒精、皮尺、轉(zhuǎn)速計(jì)（本實(shí)驗(yàn)不測(cè)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速）。三、 實(shí)驗(yàn)方法和計(jì)算實(shí)驗(yàn)按圖6-1所示布置，用調(diào)節(jié)閘門(mén)由全開(kāi)到全閉調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)工況79點(diǎn)，測(cè)定每一工況時(shí)的風(fēng)量、風(fēng)壓和電動(dòng)機(jī)功率，經(jīng)過(guò)計(jì)算，繪制該扇風(fēng)機(jī)的特性曲線。（1）風(fēng)量測(cè)定在

23、扇風(fēng)機(jī)入風(fēng)側(cè)斷面I處用單管壓差計(jì)測(cè)得相對(duì)靜壓his后按下式計(jì)算風(fēng)量Q： m3/s （6-1） m/s （6-2）式中：I斷面的平均風(fēng)速，m/s； I斷面的面積，m2； 測(cè)定時(shí)的空氣密度，kg/m3；K 集流器系數(shù)，經(jīng)標(biāo)定，本實(shí)驗(yàn)所用集流器系數(shù)為0.95I斷面的相對(duì)靜壓，Pa。（2）扇風(fēng)機(jī)風(fēng)壓測(cè)定因今所以又因III斷面風(fēng)筒很短，其阻力可略去，故式中：扇風(fēng)機(jī)的全風(fēng)壓，Pa；扇風(fēng)機(jī)的靜風(fēng)壓，Pa；扇風(fēng)機(jī)所克服的通風(fēng)阻力，Pa；， ， 扇風(fēng)機(jī)出口，風(fēng)筒I斷面、II斷面的平均動(dòng)壓，Pa；，I、II斷面的相對(duì)靜壓，Pa。由上式可知，只要測(cè)得I、II斷面的相對(duì)靜壓（，）即可算出扇風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓和靜壓。（3）電動(dòng)

24、機(jī)功率測(cè)定本實(shí)驗(yàn)采用三相功率表讀出其表指針偏轉(zhuǎn)格數(shù)n后，用下式計(jì)算電動(dòng)機(jī)輸入功率N電。N電0.04×n（4）扇風(fēng)機(jī)效率計(jì)算扇風(fēng)機(jī)全壓效率扇風(fēng)機(jī)靜壓效率（5）空氣密度測(cè)定用空盒氣壓計(jì)測(cè)大氣壓，用濕度計(jì)測(cè)濕度，計(jì)算空氣密度。（6）測(cè)點(diǎn)斷面積測(cè)算（7）繪制扇風(fēng)機(jī)特性曲線以風(fēng)量為橫坐標(biāo)，扇風(fēng)機(jī)的靜壓、功率、效率為縱坐標(biāo)，分別繪制QHs、QN電、Qs的關(guān)系曲線。注：1.轉(zhuǎn)速測(cè)定可參閱教材的有關(guān)部分；2.壓力讀數(shù)為mmH2O，應(yīng)換算為Pa帶入公式計(jì)算。試驗(yàn)七 礦內(nèi)空氣中沼氣和二氧化碳濃度測(cè)定一、 試驗(yàn)?zāi)康膶W(xué)習(xí)并掌握光學(xué)瓦斯檢定器的構(gòu)造，原理和使用方法。二、 試驗(yàn)原理煤礦井下普遍使用AQG-1型光

25、干涉式瓦斯檢定器測(cè)CH4和CO2的濃度，它的外形和內(nèi)部構(gòu)造見(jiàn)圖7-1。檢定器根據(jù)光干涉原理制成，它的關(guān)學(xué)原理如圖7-2所示。燈泡1發(fā)出的一束白光，經(jīng)光柵2和透鏡3變成一束平行光射到平行平面鏡4后，分成兩束光線。其中一束自平面鏡的a點(diǎn)反射，經(jīng)右空氣室，大三棱鏡和左空氣室回到平行平面鏡，再經(jīng)鏡底反射鏡面的b點(diǎn)，另一束在a點(diǎn)折射進(jìn)入鏡底后反射出來(lái)，往返經(jīng)過(guò)瓦斯室也回到平面鏡，于b點(diǎn)反射后與第一束光一同進(jìn)入三棱鏡6再經(jīng)90度反射進(jìn)入望遠(yuǎn)鏡。這兩束光由于光程差（光程為光線通過(guò)的路程和所遇過(guò)的介質(zhì)的折射率的乘積），在透鏡7的焦點(diǎn)平面上就白色光特有的干涉條紋（通常稱(chēng)“光譜”）條紋中有兩條黑紋和若干條彩紋。光

26、通過(guò)氣體介質(zhì)的折射率與氣體密度有關(guān)，如果以空氣和瓦斯室都充滿新鮮空氣時(shí)干涉條紋的位置為基準(zhǔn)（即為零點(diǎn)），當(dāng)含CH4的空氣進(jìn)入瓦斯室時(shí)由于氣體密度的變化，光程也隨之發(fā)生變化，于是干涉條件產(chǎn)生位移，位移量的大小與CH4濃度的高低成線性關(guān)系。所以根據(jù)干涉條紋中任一條紋（通常為黑色條紋）的移動(dòng)距離的大小，就能直接測(cè)出空氣中的CH4濃度。儀器的使用方法：儀器使用前要進(jìn)行下列準(zhǔn)備：（1）充填吸收劑水分吸收管中裝入氯化鈣（或硅膠），二氧化碳吸收管中裝入石灰，吸收劑顆粒過(guò)大不能充分起吸收作用，過(guò)小則阻塞氣路，吸收管兩端填以脫脂棉，以免煤塵及吸收劑進(jìn)入儀器內(nèi)部，吸收劑變質(zhì)時(shí)應(yīng)及時(shí)更換。（2）氣密性檢查，堵住進(jìn)氣

27、口，用手捏扁吸氣球，然后放松，球體不起表明儀器不漏氣，放開(kāi)進(jìn)氣口，球體即膨起，表明氣路暢通可以使用。（3）光路系統(tǒng)檢查，裝好電池后，按下光源電門(mén)8，由目鏡觀察并轉(zhuǎn)動(dòng)目鏡筒，調(diào)整到分劃板刻度清晰時(shí)，再看干涉條紋是否清晰，如不清晰可轉(zhuǎn)動(dòng)光源電門(mén)7，由微讀數(shù)觀測(cè)窗看微讀數(shù)電源是否接通。5121110914813137643621圖72檢定器的光學(xué)系統(tǒng)1光源2光柵3透鏡4平行平面鏡5大三棱鏡6三棱鏡7物鏡8測(cè)微玻璃9分劃板10場(chǎng)鏡11目鏡12目鏡保護(hù)玻璃13空氣室14瓦斯室CH4濃度測(cè)定：首先，在新鮮風(fēng)流中對(duì)零：按壓微讀數(shù)電門(mén)7，逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)微調(diào)螺旋3，將微讀數(shù)調(diào)到零點(diǎn)，捏放橡皮球56次，使瓦斯室內(nèi)充滿新鮮空氣，按壓下光源電門(mén)8，由目鏡觀察干涉條紋的同時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)主調(diào)螺旋2，使條紋中的某一黑線正對(duì)分劃板的零點(diǎn)，蓋緊主調(diào)螺旋蓋15，就可以進(jìn)行測(cè)定了。測(cè)定時(shí)，在測(cè)定地點(diǎn)捏放橡皮球56次，將待測(cè)氣體吸入瓦斯室，按下光源電門(mén)8，讀出黑基線位移后的整數(shù)值，再轉(zhuǎn)動(dòng)微調(diào)位螺旋3，使黑線遇到和該讀數(shù)重合，由微調(diào)讀數(shù)盤(pán)上讀數(shù)讀出小數(shù)，例如，位移的整數(shù)為2，微讀數(shù)為0.46，則CH4濃度為2.46。該儀器還可以用來(lái)測(cè)定其它氣體，但是必須加裝專(zhuān)門(mén)的吸收管并進(jìn)