1、第七章第七章 通风与粉尘测定通风与粉尘测定第七章第七章 通风与粉尘测定通风与粉尘测定学习目标学习目标1.1.了解空气温度与湿度测定仪器了解空气温度与湿度测定仪器2.2.掌握空气压力、风速测定仪器及其测定方法掌握空气压力、风速测定仪器及其测定方法3.3.掌握通风阻力、通风机性能的测定掌握通风阻力、通风机性能的测定4.4.了解粉尘主要物理参数的测定了解粉尘主要物理参数的测定5.5.掌握作业场所与管道内粉尘浓度的测定掌握作业场所与管道内粉尘浓度的测定第七章第七章 通风与粉尘测定通风与粉尘测定第一节第一节 空气温度与湿度测定空气温度与湿度测定一、空气温度测定一、空气温度测定 由温度测量仪表测定。常用的
2、有：由温度测量仪表测定。常用的有： 1.1.水银温度计水银温度计 以摄氏温标为基础，一般场所常用。以摄氏温标为基础，一般场所常用。 优点：结构简单，价格便宜，精确度较高，优点：结构简单，价格便宜，精确度较高，使用方便。使用方便。 缺点：易损坏，且水银毒性较大。缺点：易损坏，且水银毒性较大。 范围：范围：-35 -35 360360。第七章第七章 通风与粉尘测定通风与粉尘测定第七章第七章 通风与粉尘测定通风与粉尘测定第七章第七章 通风与粉尘测定通风与粉尘测定 2. 2.热电偶温度计热电偶温度计 温差电势（热电势）与两个接点的温度差温差电势（热电势）与两个接点的温度差t t之间存在函数关系。之间存
3、在函数关系。第七章第七章 通风与粉尘测定通风与粉尘测定 特点：特点： （1 1）灵敏度高）灵敏度高 （2 2）重现性好）重现性好 （3 3）量程宽）量程宽 （4 4）使用方便，适用于远距离测量）使用方便，适用于远距离测量第七章第七章 通风与粉尘测定通风与粉尘测定 3. 3.电阻温度计电阻温度计 测量范围：测量范围：-260 -260 600600。 原理：基于电阻值随温度的变化而变化这原理：基于电阻值随温度的变化而变化这一特性来进行温度测量。一特性来进行温度测量。 金属电阻温度计、半导体电阻温度计金属电阻温度计、半导体电阻温度计第七章第七章 通风与粉尘测定通风与粉尘测定补充知识：热电偶与热电阻
4、补充知识：热电偶与热电阻 首先首先, ,介绍一下介绍一下热电偶热电偶, ,热电偶是温度测量热电偶是温度测量中应用最广泛的温度器件中应用最广泛的温度器件, ,它的主要特点就它的主要特点就是测温范围宽是测温范围宽, ,性能比较稳定性能比较稳定, ,同时结构简单同时结构简单, ,动态响应好动态响应好, ,更能够远传更能够远传4-20mA4-20mA电信号电信号, ,便于便于自动控制和集中控制。自动控制和集中控制。 热电偶的热电偶的测温原理测温原理是基于热电效应。将两是基于热电效应。将两种不同的导体或半导体连接成闭合回路种不同的导体或半导体连接成闭合回路, ,当当两个接点处的温度不同时两个接点处的温度
5、不同时, ,回路中将产生热回路中将产生热电势电势, ,这种现象称为热电效应这种现象称为热电效应, ,又称为又称为塞贝克塞贝克(seeback(seeback) )效应效应。第七章第七章 通风与粉尘测定通风与粉尘测定 闭合回路中产生的热电势由两种电势组成闭合回路中产生的热电势由两种电势组成; ;温差电势温差电势和和接触电势接触电势。 温差电势是指同一导体的两端因温度不同温差电势是指同一导体的两端因温度不同而产生的电势而产生的电势, ,不同的导体具有不同的电子不同的导体具有不同的电子密度密度, ,所以它们产生的电势也不相同；所以它们产生的电势也不相同； 接触电势是指两种不同的导体相接触时接触电势是
6、指两种不同的导体相接触时, ,因为它们的电子密度不同所以产生一定的电因为它们的电子密度不同所以产生一定的电子扩散子扩散, ,当它们达到一定的平衡后所形成的当它们达到一定的平衡后所形成的电势电势, ,接触电势的大小取决于两种不同导体接触电势的大小取决于两种不同导体的材料性质以及它们接触点的温度。的材料性质以及它们接触点的温度。第七章第七章 通风与粉尘测定通风与粉尘测定 目前国际上应用的热电偶具有一个标准规目前国际上应用的热电偶具有一个标准规范范, ,国际上规定热电偶分为国际上规定热电偶分为八个不同的分度八个不同的分度, ,分别为分别为B,R,S,K,N,E,JB,R,S,K,N,E,J和和T,T
7、,其测量温度的最其测量温度的最低可测零下低可测零下270270摄氏度摄氏度, ,最高可达最高可达18001800摄氏度。摄氏度。其中其中B,R,SB,R,S属于铂系列的热电偶属于铂系列的热电偶, ,由于铂属于由于铂属于贵重金属贵重金属, ,所以他们又被称为所以他们又被称为贵金属贵金属热电偶，热电偶，而剩下的几个则称为而剩下的几个则称为廉价金属热电偶廉价金属热电偶。 热电偶的结构有两种热电偶的结构有两种, ,普通型普通型和和铠装型铠装型。第七章第七章 通风与粉尘测定通风与粉尘测定 普通性热电偶一般由热电极普通性热电偶一般由热电极, ,绝缘管绝缘管, ,保护保护套管和接线盒等部分组成。套管和接线盒
8、等部分组成。 铠装型热电偶则是将热电偶丝铠装型热电偶则是将热电偶丝, ,绝缘材料绝缘材料和金属保护套管三者组合装配后和金属保护套管三者组合装配后, ,经过拉伸经过拉伸加工而成的一种坚实的组合体。加工而成的一种坚实的组合体。 热电偶的电信号需要一种特殊的导线来进热电偶的电信号需要一种特殊的导线来进行传递行传递, ,这种导线被称为这种导线被称为补偿导线补偿导线。第七章第七章 通风与粉尘测定通风与粉尘测定 不同的热电偶需要不同的补偿导线不同的热电偶需要不同的补偿导线, ,其主其主要作用就是与热电偶连接要作用就是与热电偶连接, ,使热电偶的参比使热电偶的参比端远离电源端远离电源, ,从而使参比端温度稳
9、定。从而使参比端温度稳定。 补偿导线分为补偿导线分为补偿型补偿型和和延长型延长型两种两种, ,延长延长导线的化学成分与被补偿的热电偶相同导线的化学成分与被补偿的热电偶相同, ,但但是实际中是实际中, ,延长型的导线也并不是用和热电延长型的导线也并不是用和热电偶相同材质的金属偶相同材质的金属, ,一般采用和热电偶具有一般采用和热电偶具有相同电子密度的导线代替。相同电子密度的导线代替。第七章第七章 通风与粉尘测定通风与粉尘测定 补偿导线的与热电偶的连线一般都是很明补偿导线的与热电偶的连线一般都是很明了了, ,热电偶的正极连接补偿导线的红色线热电偶的正极连接补偿导线的红色线, ,而而负极则连接剩下的
10、颜色。负极则连接剩下的颜色。 一般的补偿导线的材质大部分都采用一般的补偿导线的材质大部分都采用铜镍铜镍合金合金。 热电阻热电阻虽然在工业中应用也比较广泛虽然在工业中应用也比较广泛, ,但但是由于它的测温范围使应用受到一定的限制是由于它的测温范围使应用受到一定的限制, , 测温原理是基于导体或半导体的电阻值随着测温原理是基于导体或半导体的电阻值随着温度的变化而变化的特性。温度的变化而变化的特性。第七章第七章 通风与粉尘测定通风与粉尘测定 其其优点优点也很多也很多, ,也可以远传电信号也可以远传电信号, ,灵敏度灵敏度高高, ,稳定性强稳定性强, ,互换性以及准确性都比较好互换性以及准确性都比较好
11、, ,但是需要电源激励但是需要电源激励, ,不能够瞬时测量温度的不能够瞬时测量温度的变化。变化。 工业用热电阻一般采用工业用热电阻一般采用Pt100, Pt10, Pt100, Pt10, Cu50, Cu100,Cu50, Cu100,铂热电阻的测温的范围一般为铂热电阻的测温的范围一般为零下零下200-800,200-800,铜热电阻为零下铜热电阻为零下40-14040-140。 热电阻和热电偶一样区分类型热电阻和热电偶一样区分类型, ,但是它却但是它却不需要补偿导线不需要补偿导线, ,而且比热点偶便宜。而且比热点偶便宜。第七章第七章 通风与粉尘测定通风与粉尘测定 4. 4.红外线温度计红外
12、线温度计 非接触式测温。非接触式测温。第七章第七章 通风与粉尘测定通风与粉尘测定第七章第七章 通风与粉尘测定通风与粉尘测定二、空气湿度测定二、空气湿度测定 空气湿度是计算空气密度、风道风量的重空气湿度是计算空气密度、风道风量的重要参数，主要通过湿度仪表测定。要参数，主要通过湿度仪表测定。 1.1.干湿球湿度计干湿球湿度计 由两个水银温度计组成：干球温度计和湿由两个水银温度计组成：干球温度计和湿球温度计。球温度计。 根据干、湿球温度计读值的差值根据干、湿球温度计读值的差值t t和湿和湿球温度计读值球温度计读值t t，由附表可查出空气的相对，由附表可查出空气的相对湿度湿度。第七章第七章 通风与粉尘
13、测定通风与粉尘测定 干湿球湿度计分为：干湿球湿度计分为： （1 1）普通型干湿球湿度计）普通型干湿球湿度计 适用于湿度较小、通风良好适用于湿度较小、通风良好的场合。的场合。 （2 2）吸气型干湿球湿度计）吸气型干湿球湿度计 又称通风干湿表，主要用在又称通风干湿表，主要用在湿度较大的地下空间等场合。湿度较大的地下空间等场合。第七章第七章 通风与粉尘测定通风与粉尘测定第七章第七章 通风与粉尘测定通风与粉尘测定 2. 2.伸缩式湿度计伸缩式湿度计 根据根据测定感湿元件测定感湿元件种类，种类，分为毛发湿度计和尼龙湿分为毛发湿度计和尼龙湿度计。度计。第七章第七章 通风与粉尘测定通风与粉尘测定 3. 3.
14、露点湿度计露点湿度计 露点露点：指用冷却方法使得空气水分达到饱：指用冷却方法使得空气水分达到饱和并开始结露的温度。和并开始结露的温度。 露点的饱和水汽压和空气中原有的未饱和露点的饱和水汽压和空气中原有的未饱和水汽压相等，即露点时的饱和汽压与原来温水汽压相等，即露点时的饱和汽压与原来温度时空气的绝对湿度相等。故将测定露点装度时空气的绝对湿度相等。故将测定露点装置略加改良制成测定湿度的仪器。置略加改良制成测定湿度的仪器。第七章第七章 通风与粉尘测定通风与粉尘测定 在一个表面极光滑的金属盒里盛有乙醚，盒盖在一个表面极光滑的金属盒里盛有乙醚，盒盖上开有三个小孔，在一个小孔内插入一支温度计；上开有三个小
15、孔，在一个小孔内插入一支温度计；另一个小孔插入一根弯曲的玻璃管，其一端浸入另一个小孔插入一根弯曲的玻璃管，其一端浸入乙醚中，空气可由这根管子的另一端进入金属盒乙醚中，空气可由这根管子的另一端进入金属盒内；第三个小孔是出气孔。内；第三个小孔是出气孔。 用气筒向盒内打气，乙醚就迅速蒸发，同时吸用气筒向盒内打气，乙醚就迅速蒸发，同时吸收周围空气里的热量而使周围空气温度降低。当收周围空气里的热量而使周围空气温度降低。当降到一定温度时，金属盒附近空气里的水汽达到降到一定温度时，金属盒附近空气里的水汽达到饱和，于是盒面上就出现了一层很薄的细露珠。饱和，于是盒面上就出现了一层很薄的细露珠。记下当时的温度记下
16、当时的温度T1T1，这一温度已较露点略低。以，这一温度已较露点略低。以后停止打气，使金属盒的温度回升。等到金属面后停止打气，使金属盒的温度回升。等到金属面上的露珠完全消失，再记下温度上的露珠完全消失，再记下温度T2T2，这一温度已，这一温度已较露点略高。较露点略高。T1T1和和T2T2的平均温度就是露点。的平均温度就是露点。 第七章第七章 通风与粉尘测定通风与粉尘测定 为能更正确地觉察出露珠的出现和消失，可在为能更正确地觉察出露珠的出现和消失，可在盒壁的周围加上一个用同样的金属制成的边框，盒壁的周围加上一个用同样的金属制成的边框，让边框和盒壁之间留有小缝，于是边框的温度比让边框和盒壁之间留有小
17、缝，于是边框的温度比盒壁冷得慢。比较边框和盒壁两表面的状态，就盒壁冷得慢。比较边框和盒壁两表面的状态，就能够很准确地测出露珠出现时的温度。能够很准确地测出露珠出现时的温度。知道露点后，即可求出原来空气里水汽的绝对知道露点后，即可求出原来空气里水汽的绝对温度和相对湿度。这是因为当盒里的温度降低到温度和相对湿度。这是因为当盒里的温度降低到露点时，周围空气中的水汽虽然呈饱和状态，但露点时，周围空气中的水汽虽然呈饱和状态，但空气中水汽的含量却并未改变，即水蒸汽的压强空气中水汽的含量却并未改变，即水蒸汽的压强并没改变，而只是由于盒周围温度降低使得它并没改变，而只是由于盒周围温度降低使得它第七章第七章 通
18、风与粉尘测定通风与粉尘测定从未饱和变为饱和。因此露点时的饱和水汽压跟从未饱和变为饱和。因此露点时的饱和水汽压跟空气中原有的未饱和水汽压相等，也就是露点时空气中原有的未饱和水汽压相等，也就是露点时的饱和汽压跟原来温度时空气的绝对湿度相等。的饱和汽压跟原来温度时空气的绝对湿度相等。空气的温度下降到露点时，空气中的水汽就凝结空气的温度下降到露点时，空气中的水汽就凝结成露。如果低于成露。如果低于00，那么，水汽就直接凝结成霜。，那么，水汽就直接凝结成霜。第七章第七章 通风与粉尘测定通风与粉尘测定 4. 4.电子式湿度计电子式湿度计 利用一些物质的电特性与周围气体湿度之利用一些物质的电特性与周围气体湿度
19、之间的关系来确定空气湿度，分为电阻、电容、间的关系来确定空气湿度，分为电阻、电容、电解、电阻与电容组件、热敏电阻等湿度计。电解、电阻与电容组件、热敏电阻等湿度计。 5.5.其他形式湿度计其他形式湿度计 主要包括：主要包括： 电磁波湿度计电磁波湿度计 吸收式湿度计吸收式湿度计第七章第七章 通风与粉尘测定通风与粉尘测定第二节第二节 空气压力测定空气压力测定一、空气压力测定仪器一、空气压力测定仪器 1.1.气压计气压计 （1 1）空盒气压计）空盒气压计 一般测量空气一般测量空气绝对绝对压压力。力。 滞后现象滞后现象 刻度、温度和补偿校刻度、温度和补偿校正正第七章第七章 通风与粉尘测定通风与粉尘测定（
20、2 2）数字）数字气压计气压计 既可测定既可测定空气的空气的绝对绝对压力，也可压力，也可测定测定相对相对压压力或力或压差压差。第七章第七章 通风与粉尘测定通风与粉尘测定 2. 2.压差计压差计 主要用来测定主要用来测定通通风风道内风风道内空气压力空气压力及压差。及压差。 （1 1）U U型压差计型压差计 又称又称U U型水柱计。型水柱计。分为垂直型和倾斜分为垂直型和倾斜型两种。型两种。singLp 第七章第七章 通风与粉尘测定通风与粉尘测定 （2 2）补偿式）补偿式微压计微压计 精度较高，精度较高，可用于一般可用于一般微微小压差小压差的测量，的测量，及其他压差计及其他压差计的的校正校正。第七章
21、第七章 通风与粉尘测定通风与粉尘测定 （3 3）单管倾斜微压计）单管倾斜微压计 仪器结构与测压原理仪器结构与测压原理第七章第七章 通风与粉尘测定通风与粉尘测定第七章第七章 通风与粉尘测定通风与粉尘测定 3. 3.压差传感器压差传感器 应用应用差动变换器差动变换器原理。原理。第七章第七章 通风与粉尘测定通风与粉尘测定 4. 4.皮托管皮托管 是测定是测定风筒内风筒内气气压时压时承受和传递压承受和传递压力力的工具。常用的的工具。常用的形式有形式有L L形形皮托管皮托管和和S S形形皮托管。皮托管。第七章第七章 通风与粉尘测定通风与粉尘测定 S S形皮托管在使用前，须用形皮托管在使用前，须用L L形
22、标准皮托管形标准皮托管进行进行校正校正，求出它的，求出它的校正系数校正系数K K。第七章第七章 通风与粉尘测定通风与粉尘测定 L L形皮托管：形皮托管：因测孔很小，当测量含尘气因测孔很小，当测量含尘气流时，易被堵塞，故只适用于较清洁气流中流时，易被堵塞，故只适用于较清洁气流中使用。使用。 S S形皮托管：形皮托管：无标准皮托管的无标准皮托管的9090弯角，弯角，可以容易伸入壁厚的管道中，另外，由于其可以容易伸入壁厚的管道中，另外，由于其开口较大，减少了被尘粒堵塞的可能性；但开口较大，减少了被尘粒堵塞的可能性；但在低流速时，由于其断面积较大，测量时受在低流速时，由于其断面积较大，测量时受到涡流和
23、气流不均匀的影响，灵敏度下降，到涡流和气流不均匀的影响，灵敏度下降，故一般不宜用于测量小于故一般不宜用于测量小于3m/s3m/s的气流。的气流。第七章第七章 通风与粉尘测定通风与粉尘测定二、空气点压力测定方法二、空气点压力测定方法 大气压力及大断面风道空气点压力一般采大气压力及大断面风道空气点压力一般采用用空盒气压计空盒气压计或或数字气压计数字气压计测定。测定。 测定小断面管道及软质风筒内点压力测定小断面管道及软质风筒内点压力第七章第七章 通风与粉尘测定通风与粉尘测定第七章第七章 通风与粉尘测定通风与粉尘测定第三节第三节 风道风量测量风道风量测量 根据测定原理和现场条件，风道风量的常根据测定原
24、理和现场条件，风道风量的常用测定方法有用测定方法有速压法速压法、静压法静压法、风速表法风速表法三三种。种。一、速压法风量测定一、速压法风量测定 测定原理测定原理：选择正确的测定断面，在测定：选择正确的测定断面，在测定断面上布置若干个测点，测定各测点的断面上布置若干个测点，测定各测点的速压速压，然后根据然后根据速压与速度的关系速压与速度的关系计算各测点的风计算各测点的风速，最后计算断面平均风速和风量。速，最后计算断面平均风速和风量。第七章第七章 通风与粉尘测定通风与粉尘测定 1. 1.测定断面的确定测定断面的确定 测量断面应选择在气流平稳、扰动小的直测量断面应选择在气流平稳、扰动小的直线段风筒内
25、。线段风筒内。 与弯头、三通、断面突然增大或缩小等局与弯头、三通、断面突然增大或缩小等局部构件或净化设备的相对位置：部构件或净化设备的相对位置： 之前之前：距离要大于：距离要大于3 3倍风筒直径；倍风筒直径； 之后之后：距离应大于：距离应大于6 6倍风筒直径。倍风筒直径。第七章第七章 通风与粉尘测定通风与粉尘测定第七章第七章 通风与粉尘测定通风与粉尘测定 2. 2.测点布置测点布置 （1 1）矩形风道）矩形风道第七章第七章 通风与粉尘测定通风与粉尘测定 （2 2）圆形风道）圆形风道niRRi2120第七章第七章 通风与粉尘测定通风与粉尘测定 （3 3）环形断面风道）环形断面风道 各测定位置按下
26、式计算：各测定位置按下式计算： 3.3.平均风速与风量测算平均风速与风量测算 通过皮托管和压差计测算平均风速与风量。通过皮托管和压差计测算平均风速与风量。2212122DdniDdDRi第七章第七章 通风与粉尘测定通风与粉尘测定 两种方法：两种方法： （1 1）各点分别测定法）各点分别测定法 用一台压差计依次测各点的动压或用多台用一台压差计依次测各点的动压或用多台压差计同时测各点速压，按下式求平均风速：压差计同时测各点速压，按下式求平均风速： 特点：测定较麻烦，读数时间长，但测定特点：测定较麻烦，读数时间长，但测定结果的精度高，能测定断面上的速度场分布。结果的精度高，能测定断面上的速度场分布。
27、niinivimvnhnv11121第七章第七章 通风与粉尘测定通风与粉尘测定 （2 2）多点联合测定法）多点联合测定法 将各皮托管所有静压端相连、所有全压端将各皮托管所有静压端相连、所有全压端相连后，集中用一台压差计测平均动压，其相连后，集中用一台压差计测平均动压，其断面平均风速近似计算：断面平均风速近似计算： 特点：存在偏差，且在速度场分布不正常特点：存在偏差，且在速度场分布不正常的条件下，偏差值不能忽略。的条件下，偏差值不能忽略。nivimhnv112第七章第七章 通风与粉尘测定通风与粉尘测定二、静压差法风量测定二、静压差法风量测定 测定原理测定原理： 当水平风道中存在有断面增大或缩小等
28、因当水平风道中存在有断面增大或缩小等因长度较短可忽略摩擦阻力且阻力系数为已知长度较短可忽略摩擦阻力且阻力系数为已知的的局部构件局部构件时，通过测定局部构件两端的时，通过测定局部构件两端的静静压差压差，再利用局部构件两侧的，再利用局部构件两侧的风流能量方程风流能量方程来计算风道风量。来计算风道风量。 第七章第七章 通风与粉尘测定通风与粉尘测定 例例1 1 在图示风道中，设通过风量为在图示风道中，设通过风量为Q Q，1 1、2 2断面积分别为断面积分别为S1S1、S2S2，空气密度为，空气密度为，1 1、2 2之间局部阻力系数为之间局部阻力系数为，1 1、2 2断面的静压分断面的静压分别为别为p1
29、p1、p2p2。第七章第七章 通风与粉尘测定通风与粉尘测定 则忽略则忽略1 1、2 2之间摩擦阻力后，在断面之间摩擦阻力后，在断面1 1、2 2间列出的能量方程为：间列出的能量方程为： 解得：解得：2221212122)(2SQSQppSQ)()(2222221212221SSSppSSQ第七章第七章 通风与粉尘测定通风与粉尘测定 例例2 2 在图示的圆锥在图示的圆锥形水平集气罩中，其形水平集气罩中，其入口角度为入口角度为4545圆锥管，圆锥管，局部阻力系数为局部阻力系数为空空气密度为气密度为。现在离。现在离集气罩距离为风道直集气罩距离为风道直径径D D处开设静压测试孔，处开设静压测试孔，测得
30、该处相对静压测得该处相对静压p pj j。第七章第七章 通风与粉尘测定通风与粉尘测定 若设该处风道风量和断面为若设该处风道风量和断面为Q Q、S S，并选两，并选两个断面，一个是静压测试孔的断面，另一个个断面，一个是静压测试孔的断面，另一个是与静压测压孔断面平行、离集气罩一定距是与静压测压孔断面平行、离集气罩一定距离且风速为零的进风断面，同时忽略两断面离且风速为零的进风断面，同时忽略两断面之间的风流摩擦阻力，则：之间的风流摩擦阻力，则： 解得：解得：2222SQSQpj)1 (2jpSQ第七章第七章 通风与粉尘测定通风与粉尘测定三、风速仪法风量测定三、风速仪法风量测定 用在可放置风速测量仪器的
31、风道中。用在可放置风速测量仪器的风道中。 测定原理测定原理： 选择正确的测定断面后，在测定断面上布选择正确的测定断面后，在测定断面上布置若干各测点，采用风速测量仪器测定各测置若干各测点，采用风速测量仪器测定各测点的风速点的风速v vi i，最后按下式计算风道风量：，最后按下式计算风道风量：niivnSQ11第七章第七章 通风与粉尘测定通风与粉尘测定 1. 1.机械叶轮式风表机械叶轮式风表第七章第七章 通风与粉尘测定通风与粉尘测定 2.2.叶轮式数字风表叶轮式数字风表第七章第七章 通风与粉尘测定通风与粉尘测定 3. 3.热球式风速仪热球式风速仪 测低风速测低风速测量风速的敏测量风速的敏感元件为一
32、个感元件为一个直径为直径为0.8mm0.8mm的热球的热球 第七章第七章 通风与粉尘测定通风与粉尘测定 4. 4.超声波旋涡风速仪超声波旋涡风速仪 应用卡曼涡街理论来实现风速检测。应用卡曼涡街理论来实现风速检测。 卡曼涡街理论卡曼涡街理论： 在无限流场中，垂直流体流向插入一根无在无限流场中，垂直流体流向插入一根无限长的非流线型阻挡体（旋涡发生体），在限长的非流线型阻挡体（旋涡发生体），在雷诺数为雷诺数为2002005000050000范围内，阻挡体的下游范围内，阻挡体的下游将产生内旋的、互相交替的旋涡，其旋涡频将产生内旋的、互相交替的旋涡，其旋涡频率率f f与流体流速成正比，与阻挡体直径与流体
33、流速成正比，与阻挡体直径d d成反成反比。比。第七章第七章 通风与粉尘测定通风与粉尘测定 由上式可知：只要准确测由上式可知：只要准确测出旋涡频率出旋涡频率f f，即可确定出，即可确定出流体流速的大小。流体流速的大小。dvSft第七章第七章 通风与粉尘测定通风与粉尘测定第七章第七章 通风与粉尘测定通风与粉尘测定第四节第四节 通风机性能测定通风机性能测定 现场通风机性能测定的现场通风机性能测定的主要工作主要工作： 测出在管网风阻不同条件下的通风机工作测出在管网风阻不同条件下的通风机工作风压风压H H、通风机工作风量、通风机工作风量Q Q、通风机转速、通风机转速n n、效率效率及电动机输入功率及电动
34、机输入功率N N等，绘出通风机等，绘出通风机的的H-QH-Q、N-QN-Q、-Q-Q曲线。曲线。 测试方案：测试方案：确定风量、风压测定断面的位确定风量、风压测定断面的位置及测定方法；确定调节风阻的地点及调阻置及测定方法；确定调节风阻的地点及调阻的地点及调阻方式；测定前的准备与测试中的地点及调阻方式；测定前的准备与测试中的组织工作。的组织工作。第七章第七章 通风与粉尘测定通风与粉尘测定一、测定方法一、测定方法 1.1.工作风量测定工作风量测定 风量测定方法：风量测定方法：静压法、速压法和风速仪法静压法、速压法和风速仪法。 测定断面选择测定断面选择： （1 1）静压法：选在局部构件的前后）静压法
35、：选在局部构件的前后 （2 2）速压法和风速仪法：考察通风机前后）速压法和风速仪法：考察通风机前后断面上的速度分布是否稳定。一般选择在风流断面上的速度分布是否稳定。一般选择在风流均匀、靠近通风机并处于通风机均匀、靠近通风机并处于通风机进风侧进风侧断面上。断面上。第七章第七章 通风与粉尘测定通风与粉尘测定第七章第七章 通风与粉尘测定通风与粉尘测定 2. 2.工作风压的测定工作风压的测定 通风机工作风压分为：通风机工作风压分为： （1 1）通风机）通风机全压全压 即风机出口风流的全压与入口风流全压之即风机出口风流的全压与入口风流全压之差。差。 （2 2）通风机）通风机静压静压 即通风机全压与出口速
36、压之差，为克服风即通风机全压与出口速压之差，为克服风道阻力的风压。道阻力的风压。第七章第七章 通风与粉尘测定通风与粉尘测定 在通风测定中，一般通过测定通风机进风、在通风测定中，一般通过测定通风机进风、出风口的平均相对静压出风口的平均相对静压h hjjjj、h hjcjc和通风机工和通风机工作风量作风量Q Q，再按下式计算通风机，再按下式计算通风机全压全压H Ht t： 通风机通风机静压静压H Hs s按下式计算：按下式计算：2222|jjccjjjctSSQhhH222cctsSQHH第七章第七章 通风与粉尘测定通风与粉尘测定 平均相对静压平均相对静压h hjjjj、h hjcjc的常用测定方
37、法：的常用测定方法： 在通风机进、出风口处的风道周边壁上均在通风机进、出风口处的风道周边壁上均匀布置匀布置3-43-4个静压孔，孔径约个静压孔，孔径约2.5mm2.5mm，在孔上，在孔上垂直壁面焊接或安装垂直壁面焊接或安装3-43-4个金属管，然后用个金属管，然后用内径和长度相等的胶皮管将其并联后接在内径和长度相等的胶皮管将其并联后接在U U型压差计或单管倾斜微压计上测得。型压差计或单管倾斜微压计上测得。 上式中，上式中， h hjjjj、h hjcjc为代数值，注意它们的为代数值，注意它们的正负号。正负号。第七章第七章 通风与粉尘测定通风与粉尘测定 对于通风机进风侧风道很长、出风侧很短对于通
38、风机进风侧风道很长、出风侧很短的抽出式通风系统，一般其通风机出风口的的抽出式通风系统，一般其通风机出风口的平均相对静压平均相对静压h hjcjc等于或近似为零等于或近似为零，故通风，故通风机全压机全压H Ht t也可按下式计算：也可按下式计算：2222|jjccjjtSSQhH第七章第七章 通风与粉尘测定通风与粉尘测定 3.3.空气物理参数的测定空气物理参数的测定 包括：包括： （1 1）大气压力）大气压力p p0 0：空盒气压计或数字气：空盒气压计或数字气压计压计 （2 2）空气气温）空气气温t t、空气相对湿度、空气相对湿度：湿度：湿度计计 （3 3）空气密度）空气密度：按式（：按式（1-
39、1-31-1-3）计算）计算第七章第七章 通风与粉尘测定通风与粉尘测定 4. 4.电动机功率测定电动机功率测定 （1 1）输入功率）输入功率N Nm m 一是用功率表测出；一是用功率表测出； 二是测出电动机的电流二是测出电动机的电流I I、电压、电压V V和功率因和功率因素素coscos按下式求按下式求 三是采用电参数多功能测量仪表测定电动三是采用电参数多功能测量仪表测定电动机的输入功率、功率因数、电流、电压等机的输入功率、功率因数、电流、电压等310cos3IVNm第七章第七章 通风与粉尘测定通风与粉尘测定第七章第七章 通风与粉尘测定通风与粉尘测定 （2 2）电动机效率及输出功率）电动机效率
40、及输出功率 现场测定方法一般为现场测定方法一般为分离损耗累加法分离损耗累加法（损损耗分析法耗分析法），即分别测定电动机的恒定损耗、），即分别测定电动机的恒定损耗、负载损耗和负载附加损耗，总损耗为上述各负载损耗和负载附加损耗，总损耗为上述各项之和，电动机效率项之和，电动机效率m m按下式计算按下式计算 电动机输出功率即电动机输出功率即通风机功率通风机功率N N按下式计算：按下式计算：mzmmNNN trmmNN第七章第七章 通风与粉尘测定通风与粉尘测定 5. 5.通风机转速和噪声的测定通风机转速和噪声的测定 转速可直接用转速仪测定，噪声采用声级转速可直接用转速仪测定，噪声采用声级计测量。计测量。
41、 转速仪一般有机械式和激光转速仪。转速仪一般有机械式和激光转速仪。第七章第七章 通风与粉尘测定通风与粉尘测定第七章第七章 通风与粉尘测定通风与粉尘测定二、工况调节二、工况调节 一般用一般用调节通风阻力调节通风阻力的方法。的方法。 抽出式抽出式通风调阻的通风调阻的地点地点应选择在通风机进应选择在通风机进风侧，离风压、风量测定断面较远处。风侧，离风压、风量测定断面较远处。 压入式压入式通风调阻的通风调阻的地点地点一般选择在通风机一般选择在通风机出风侧出风侧15m15m范围内。范围内。 调节次数一般不少于调节次数一般不少于8-108-10次。次。第七章第七章 通风与粉尘测定通风与粉尘测定 调阻方法调
42、阻方法： （1 1）管道通风系统）管道通风系统 采用管道调节阀门改变其开启度采用管道调节阀门改变其开启度 （2 2）压入式软质风筒通风系统）压入式软质风筒通风系统 既可采用管道调节阀门改变其开启度的方既可采用管道调节阀门改变其开启度的方法，也可用细绳捆扎软质风筒来调节法，也可用细绳捆扎软质风筒来调节 （3 3）大型通风机）大型通风机 改变现场原构筑风门开启度；或改变通风改变现场原构筑风门开启度；或改变通风机附件本身带有的调节阀门开启度；或在风机附件本身带有的调节阀门开启度；或在风口框架上增减木板口框架上增减木板第七章第七章 通风与粉尘测定通风与粉尘测定 轴流式轴流式通风机调节：通风机调节： 由
43、小风阻逐步增大到大风阻。由小风阻逐步增大到大风阻。 离心式离心式通风机调节：通风机调节： 由大风阻逐步减小到小风阻。由大风阻逐步减小到小风阻。三、数据整理和特性曲线绘制三、数据整理和特性曲线绘制 第一步，根据测定的原始记录，按公式计第一步，根据测定的原始记录，按公式计算测试条件下通风机的风压、风量、轴功率算测试条件下通风机的风压、风量、轴功率和效率。和效率。第七章第七章 通风与粉尘测定通风与粉尘测定 第二步，把上述所得参数换算至标准状态第二步，把上述所得参数换算至标准状态下的通风机风压、工作风量、功率。下的通风机风压、工作风量、功率。 （1 1）转速校正系数）转速校正系数k kmimi （2
44、2）空气密度校正系数）空气密度校正系数k ki i （3 3）计算校正后的）计算校正后的H H、Q Q和和N N 第三步，绘制特性曲线。第三步，绘制特性曲线。iminnk0iik2.132ninikkNNkkHHkQQiiiiiiniii第七章第七章 通风与粉尘测定通风与粉尘测定第五节第五节 通风阻力测定通风阻力测定 目的：目的： （1 1）考察通风除尘设备与设施的通风阻）考察通风除尘设备与设施的通风阻力，提供实际的阻力系数和风阻值；力，提供实际的阻力系数和风阻值； （2 2）了解通风系统中阻力分布情况，以）了解通风系统中阻力分布情况，以便降阻增风；便降阻增风； （3 3）为通风设计、网络解算
45、、通风系统）为通风设计、网络解算、通风系统优化等提供可靠的基础资料。优化等提供可靠的基础资料。第七章第七章 通风与粉尘测定通风与粉尘测定一、阻力测定路线选择和测点布置一、阻力测定路线选择和测点布置 （1 1）为了解通风系统的阻力分布）为了解通风系统的阻力分布 测定路线必须选择通风系统的最大阻力路测定路线必须选择通风系统的最大阻力路线线 （2 2）为获得摩擦阻力系数、局部阻力系）为获得摩擦阻力系数、局部阻力系数或分支风阻数或分支风阻 选择不同类型的典型风道，测点布置在风选择不同类型的典型风道，测点布置在风流比较稳定的风道内，同时应考虑测点间的流比较稳定的风道内，同时应考虑测点间的压差不小于压差不
46、小于10-20Pa10-20Pa。第七章第七章 通风与粉尘测定通风与粉尘测定二、通风阻力测定方法二、通风阻力测定方法 1.1.压差计法压差计法 适用于适用于任何风道任何风道，采，采用用压差计压差计测定两个测定测定两个测定断面的静压差和位压差，断面的静压差和位压差，速压差按速压差按第三节方法第三节方法测测定风道风量后计算确定。定风道风量后计算确定。第七章第七章 通风与粉尘测定通风与粉尘测定 压差计两侧液面所受压力分别为压差计两侧液面所受压力分别为 压差计所示测值：压差计所示测值： 设设且且 与与1 1、2 2断面间巷道中空气平均密度断面间巷道中空气平均密度 相等，则相等，则2222111)(gZ
47、PZZgpmm)()(2222111gZPZZgphmmgZgZZZgmmm1222211)(mmgZpphm1221)(第七章第七章 通风与粉尘测定通风与粉尘测定 根据能量方程，则根据能量方程，则1 1、2 2风道段的通风阻力风道段的通风阻力h hR12R12为为 前提：胶皮管内的空气平均密度与风前提：胶皮管内的空气平均密度与风道中的空气平均密度相等。道中的空气平均密度相等。方法特点方法特点：适用性强，比较精确，数据整：适用性强，比较精确，数据整理比较简单。但对于线路较长的地下风道，理比较简单。但对于线路较长的地下风道，收放胶皮管工作量较大，倾角较大的地下风收放胶皮管工作量较大，倾角较大的地
48、下风道测量较为困难。道测量较为困难。2222111222vvhhRmm第七章第七章 通风与粉尘测定通风与粉尘测定 2.2.气压计法气压计法 特点特点：测量工作简便、快速、省人省力，：测量工作简便、快速、省人省力，但仅用于但仅用于气温正常且能放置气压计气温正常且能放置气压计的非风筒的非风筒（即管道及软质风筒除外）风道。（即管道及软质风筒除外）风道。 方法：采用数字气压计测出测点间的绝对方法：采用数字气压计测出测点间的绝对静压差，用风速仪测定风量并得出动压差，静压差，用风速仪测定风量并得出动压差，然后查出各测点标高以计算位压差，最后计然后查出各测点标高以计算位压差，最后计算通风阻力。算通风阻力。第
49、七章第七章 通风与粉尘测定通风与粉尘测定 能量方程：能量方程： 其中，其中， 绝对静压绝对静压p p1 1、p p2 2：数字气压计：数字气压计 平均风速平均风速v v1 1、v v2 2：风速仪器：风速仪器 气温气温t t和相对湿度和相对湿度：通风干湿表：通风干湿表 空气密度：根据空气密度：根据p p、t t、求出。求出。122222112112)22()(gZvvpphmR第七章第七章 通风与粉尘测定通风与粉尘测定三、通风阻力测定的误差检验三、通风阻力测定的误差检验 1.1.风量检验风量检验 在重要的风流汇合点检验流入和流出该汇在重要的风流汇合点检验流入和流出该汇点的风量，在无分岔的线路上
50、，各测点的风点的风量，在无分岔的线路上，各测点的风量误差不应超过量误差不应超过5%5%。 2.2.自然风压自然风压H HN N的计算的计算 对于有高差的通风系统，通常要进行自然对于有高差的通风系统，通常要进行自然风压计算。风压计算。第七章第七章 通风与粉尘测定通风与粉尘测定 一般以最低水平为界面，将通风系统分为一般以最低水平为界面，将通风系统分为两个高度均为两个高度均为Z Z的空气柱，并分布计算平均的空气柱，并分布计算平均密度值密度值m1m1、m2m2。 若各测点间若各测点间高差相等高差相等，可用，可用算术平均法算术平均法求求各点密度的平均值，即各点密度的平均值，即NiimniimNn1211
