通风系统风量、风压的测量

1、实验一 风管风压、风速、风量的测定实验目的在通风除尘工程中，需要对系统中风压、风速及风量进行测定调整， 使系统能在正常运行工况下工作。测量风压、风速及风量的方法有许多种, 现场测定一般采用毕托测压管和不同种类的微压计或U型管来进行测量。通过实验，使学生掌握风管截面的测点布置方法，熟悉风压、风速及 风量测量仪表的结构及工作原理，掌握风压、风速及风量的测量方法和计 算公式，为专业测试打下基础。实验装置通风系统综合测定实验装置如图1-1所示，该装置由风管、风机及测量箱组成。图1-1通风系统综合测定实验装置实验系统的正压管段及负压管段均设有测压孔，可用毕托管直接在测 量断面上进行测量。在风机入口，出口

2、侧各安装有测量风量的测量箱，在箱内安装有标准 空气流量喷嘴，为了使测量段的空气流速场较为均匀、在喷咀前后各设有 整流板，其穿孔率约为 40%，测量箱断面尺寸按空气流速不大于o.76m/s考虑I 号测量箱，安装有标准喷嘴计 3个，其规格为:D100 2个D50 1个实验系统风量可通过调节多叶调节阀来改变其大小。三、实验原理及实验方法（一）毕托管及微压计测量风压、风速及风量空气在风管中流动时，管内空气及管外空气存在有压力差，这个压力 差是直接由风管管壁来承受的，称为静压 P,就空气某一质点来说，所承 受的静压的方向为四面八方。由于空气在风管内流动，形成一定的动压Pd， 即为气流的动能。动压数学表达

3、式（Pa）或 P （ mmH 2O）动压的方向为空气流动的方向。静压及动压之和称为总压，数学表达式为Pq Pj Pd（ Pa）在毕托管上有测量总压、静压的测孔，及微压计配合使用，就可测出 流体的静压、总压及动压。静压和总压有正负之分，动压只为正值。在测 式中：Pd 空气的动压（Pa）;量总压和静压时，如数值 测出空气动压值后, 空气流速或测出测量断面面积 流量L。L或空气的质量流量或超过微压计的量程，则采用 即可求得相应的空气流速。（m/s）（m/s）F及计算出空气的平均流速F v （ m3/s）L 3600F v （ m3/h）G L F v（ kg /s）G 3600F v（ kg/h）U

4、型管压力计v后即可计算空气体积V 空气的流速（m/s）;v 空气的平均流速（m/s）;测量断面上空气密度（kg/m 3）;3测量断面上空气比重（kgf/m ）；Pd 用工程单位表示的空气动压（mmHzO）；G 重力加速度，g=9. 807（m/s2）;Pj 空气的静压（Pa）;Pq 空气的总压（Pa）;L/ 用工程单位表示的空气体积流量（ m/h）;G / 用工程单位表示的空气质量流量（kg/h） o在现场测定时，测量断面的选择是很重要的。测点应选择在气流比较 平直、扰动较少的直管段上。如有弯头或三通等部件，则测点应选在这些 部件之前大于2倍管道直径处；如在这些部件之后，应距这些部件大于4-

5、5倍管道直径。在调节阀前后应避免布置测点。管内静压的测定，除用毕托管外，也可直接在管壁上幵一个小孔，焊 接一测压短管测得。小孔径直径应小于2mm钻孔应及管壁垂直，而且孔口内壁不应有毛刺。在测定风压时，毕托管及微压计的连接方法应视测点位置是处于正压 段还是负压段而定。当测点在通风机前的吸入段时，其总压及静压为负值， 故其接管应及微压计的倾斜管的一端连接。当测点在通风机后的压出段 时，其总压为正值，而静压视情况而定，一般情况下为正值。对于动压值, 则不管测点在压出段或吸入段，其值永远是正值。毕托管及微压计的接管，可参照图1-2所示，图中毕托管的总压端用“ +”表示，静压端用“-”表示。SaI-I图

6、1-2毕托管及微压计的接管示意图由于气流速度在管道断面上的分布是不均匀的，因此，在同一断面上必须进行多点测量，然后求出该断面的平均流速。1、对于矩形管道，可将管道断面划分若干个等面积的小矩形，测点布置在每个小矩形的中心。 小矩形每边的长度为 200mn左右，使其面 积不大于O.05n1，但其数目应不小于 9个，如图1-3所示。图1-3矩形风管测点布置图图1-4圆形断面测点布置图2、对于圆形管道，可将管道断面划分为若干个等面积的同心环，然后在环上的水平及垂直向布置测点，如图1-4所示。同心环的环数如下表1-1。hR R31 3 R R1I5RR212 RR214 RR-16 R R3表1-1同心

7、环的环数划分风管直径D（mm1100划分的环数m23456同心环上各测点距中心的距离按下式计算:式中：R0 风管的半径（mm；Ri 风管中心到第i点的距离（mm； i 从风管中心算起的同心环顺序号；M 风管断面上划分的同心环数。实际上在测定时，应求出各环测点至管壁的距离。各环测点至管壁的 距离为：各环测点至管壁的距离如图1-5所示图1-5圆环测点布置图各环测点至管壁的距离h也可直接用表1-2求得。表1-2各环测点至管壁的距离li测点号环数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按上面的方法测得断面上各点动压后，应按下式求其平均动压:式中：n 测点数目。取两轴线的动压平均值，即。在现场测量中，若测点处受涡流影响，使动压的某些读值为负值或零 时，在计算中可视该点的读值为零。管道内的平均总压可按下式求之：PdPq1Pq2nPqn。（二）标准空气流量喷嘴测量风量根据节流原理，流体流经节流装置时产生压差， 而且流过的流量愈大, 在节流装置前后

9、所产生的压差也就愈大。故通过测量压差，即可计算出流 量。对于不可压缩流体，通过单个喷嘴的风量接下式计算：（m 3/s）GF. 2一p （kg/s）式中：L 通过单个喷嘴的空气体积流量（m3/s）；G 通过单个喷嘴的空气质量流量（kg/s）； 喷嘴流量系数，根据表1-3查得；2F0喷嘴的幵孔面积（m）; P 喷嘴前后的静压差或喷嘴喉道处的动压（Pa）；喷嘴进口处的湿空气密度，可近似取相同状态的干空气密度（kg / m3）。在工程上为简化计算，流量单位常采用mi/h或kg/h，喷嘴幵孔直径单位常采用 mn，压力、压差单位常采用 mmHD（kg/vm），所以，对上述流 量基本方程式进行处理后，得实用

10、流量方程式，即为：(m 3/h)G 0.01252 d2 . p(kg/h )式中:0.012523600 10 64,2g ；D 喷嘴的幵孔直径（mm； Pz 喷嘴前后的静压差或喷嘴喉道处的动压（mmHD）表1-3喷嘴流量系数表值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 喷嘴喉部空气流速，测量时要求15 V1时，1.0 ；DR 弯头的曲率半径（m）;D 弯头的内径（m）

11、;P 在弯头对称（45）断面上从两侧取压口测得的静压差（Pa）;3 空气密度（kg/m ） o如要求测量精度高于 5%,则需用毕托管对其计算公式进行校正，确 定流量系数。同时，也需对弯头的曲率半径及弯头内径D进行较精确的测量。因弯头流量计可直接安装在风管管路的转弯处，所以，利用弯头对风 量进行测定时，没有造成附加压力损失（如采用孔板流量计，则会产生一定的压力损失）。此外，安装简易且廉价，在相同风量下测定，产生的压 差数值大于毕托管所测定的动压值。测量弯头之前应有尽可能长的直管段，即进入弯头时断面上的气流速 度能较为均匀，这样能使测量的压差较为稳定，波动小。如弯头置于前25D、后10D内无局部阻

12、力处，贝V测定的结果将更加精确。四、实验内容及要求1、运行通风系统，用各种方法 （由实验教师指定）对系统风量进行测o2、变化若干次风量，测量系统风压、风速及风量。3 、对实验数据进行整理，撰写实验报告。实验二 排气罩性能测定一、 实验目的在通风工程中，常使用各种形式的排气罩，由于系统中空气的流动均 属于自模区，因此对于定型的排气罩，其局部阻力系数及流量系数均为定 值，及雷诺数和相对粗糙度无关。通过实验，使学生了解局部阻力系数及流量系数的测量方法，熟悉测 量仪表的结构及工作原理，掌握排气罩风量计算方法，为专业测试打下基 础。二、实验原理及实验方法(一)排气罩阻力及阻力系数的测定图2-1动压法测定

13、排风量装置图2-2静压法测定排风量装置排气罩的阻力为排气罩罩口 0 0断面及排气罩出口 I 一 1断面的总 压差。由于罩口断面的总压(表压)等于零，所以Pq Pq0 Pq (Pj Pd ) (式中：Fq0 一罩口断面的总压(Pa)；Pq 1 1断面的总压(Pa)Pd 一 1 1断面的动压(Pa)；Pj 1 1断面的静压(Pa) o由流体力学可知，排气罩的局部阻力系数为Pq(Pd Pj) Pj_PdPdPdPd(1)因此，用动压法测定出1 1断面处的Pj及Pd值，就可以得出 值。 实验时应改变若干次风量，最后求其的平均值。(二)排气罩风量的测定排气罩风量的测定可用动压法测出I I断面的动压值，求得平均流速，再按下式求排气罩的排气量 LoL 3600 F V 3600 f2P(vm/h )(2)V式中：F 断面I 一 1的面积(m2);V 断面1 一 I的流速(m/s); 断面1 1的空气密度(kg /卅)。在现场测定排气罩的风量时，往往由于排气罩及干管的连接管很短， 又有弯头、三通等部件，不易找到比较稳定的测定断面，使得用动压法测 定有一定困难。在这种情况下，可用图2-2静压法测定排风量装置来测量。由公式可得(3)或令流量系数由公式(3)得 则由公式 得排