实验1和2指导书

实验一工业场所气候参数测定
[目的]
1、学会测定工业场所气候各种参数，并由此计算出空气密度。

2、学习使用测定气候参数的各类仪器仪表，熟悉它们的原理、结构。

[仪器与设备]
机械通风干湿表、电动通风干湿表、温湿度晴雨表、机械翼式风表、电子风表、风向风速仪、秒表等。

一、温湿度测定
测算空气湿度时，先测出相对湿度，再算出绝对湿度。

工业场所空气的相对湿度一般用机械通风干湿表、电动通风干湿表进行测定，如教材图中所示，它是由干球温度计和湿球温度计（水银球部包以湿纱布）组成。

用它测量时，通风干湿表悬挂好，首先用蒸馏水润湿湿球温度表的纱套测量值，然后上紧通风器发条，等通风器转动4分钟，进行干球、湿球温度表读数，并将读书进行温度表器差订正，根据订正后的干球温度和湿球温度在湿度查算表（气象常用表）中查得空气相对湿度。

即根据从温度计上分别读出的干温度t
干和时温度t
湿
查气象常用表可得到相
对湿度值ψ。

绝对湿度可用下式计算：
f=ψF饱
式中：f—绝对湿度g/m3
ψ—相对湿度%
F饱——同一温度下的饱和水蒸气量，g/m3
二、大气压力测定
测量大气压力主要采用空盒气压计、水银气压计、精密数字气压计进行。

空盒气压计为一波状形金属盒，盒内压力为50~60mmHg。

外界空气压力的
变化可使金属盒伸缩，通过弹簧杠杆装置带着指针移动，指针下装有刻度盘，可从刻度盘上读出大气压力（mmHg ），测量时，将仪器水平的放置在测量地点。

停留10~20分钟后读数，此仪器的测量范围时600~800mmHg ，值得说明的是，空盒气压计出厂时都附有一个检定证，它给出了三种读数订正值，即刻度订正、温度订正以及补充订正，实验时，应注意它的应用。

三、 密度计算
精确计算公式：
t
P P b +-=
15.273)
379.0(003484.0ϕρ
式中：ρ—空气密度 Kg/m 3
P —测点空气的绝对静压，Pa ；
t —测点处空气的干温度，℃；
ϕ—t 、t w （湿温度）时空气的相对湿度，%；
P b —空气在t 温度下的饱和水蒸气压力，Pa 。

四、 风速的测定
本次实验使用的风表有机械翼式风表、电子风表。

机械翼式风表按其构造不同分为翼式和杯式两种。

如教材图中所示，前者用来测量中速、微速；后者用来测量高速。

关于该类仪器的具体详细内容，诸如：构造、原理、技术性能、使用方法等请参阅教材述及，为避免重复起见，这里不作介绍了。

[注意事项]
⒈ 实验之前，必须认真做好预习工作，明确本次实验目的，任务和要求等。

⒉ 本次实验所用仪器大多是精密、易损仪器，应特别注意爱护。

⒊ 实验完毕后，将所侧数据送交有关人员检查无误后，方可离开实验室。

[实验报告]
⒈测算记录
1 湿温度测定记录表
⒉计算空气密度
⒊详述机翼式风表的使用方法
实验二风流点压力和通风阻力测定
[目的]
1、加深在不同通风方式下，对全压、静压和速压及其相互关系的理解。

2、学习测算通风阻力及摩擦阻力系数的方法。

3、进一步了解差压计、皮托管等仪器设备的原理与构造。

[仪器与设备]
通风实验管网装置（如图2-1）、差压计、皮托管、气压计、三通管等。

[内容]
一、风流点压力测定
风流点压力是指在井巷和通风管道风流中某个点的压力，就其形成的特征来说，可分为静压、动压和全压（风流中某一点的静压和动压之和称为全压）。

根据压力的两种计算基准，某点i的静压又分为绝对静压（p i）和相对静压（h i）；全压也分为绝对静压（p ti）和相对静压（h ti）。

静压作用在各个方向，流动着的空气除静压外还有速压，速压的作用方向与风流方向一致，因而只有与风流方向相垂直的面上才能感受速压，速压无绝对和相对之分，静压和速压的共同作用构成了全压，全压的作用方向与速压的作用方向相同。

㈠绝对压力测定
就绝对压力而言，无论是抽出式还是压入式通风，其绝对全压均可用下式表示：
p ti = p i + h vi
式中p ti——风流中i点的绝对全压，Pa；
p i——风流中i点的绝对静压，Pa；
h vi——风流中i点的动压，Pa。

㈡相对压力测定
就相对压力而言，则与通风方式有关，风流点压的相互关系如下：
抽出式通风 h ti =h i + h vi （1） 压入式通风 h ti =h i - h vi （2）
式中 h ti ——风流中i 点的相对全压，Pa ；
h i ——风流中i 点的相对静压，Pa ； h vi ——风流中i 点的动压，Pa 。

本次实验的主要目的，就是对（1）、（2）两公式进行验证。

不同通风方式下，风流中某点各种压力之间的相互关系如图2-1所示。

p 0
图2-1 不同通风方式风流中某点各种压力间的相互关系
（a ） 压入式通风；（b ）抽出式通风；
二、 通风阻力测定
1．通风阻力测定
对于一段通风管道，其摩擦阻力为：
3
2
S Q U L h fr ⋅⋅⋅=
α
式中 h fr ——摩擦阻力，Pa ；
α——摩擦阻力系数，42/m s N ⋅；
Ｌ——风道长度，m ； U ——风道周长，m ； S ——风道断面积，m 2
当风流流过通风道（1—2）段时，为了克服阻力而消耗的能量为：
22
2
2221211112
12
g 2g ρρρρv Z p v Z p h fr ++-++=-（）（）
这次实验的具体条件是：管道水平放置，两测点之间管道断面相等且没有局部阻力，所以两点间的位压差、速压差均为零，于是：
2121p p h fr -=-
相应地：
2Q h R 摩
= (82/m s N ⋅)
2
3Q
L U S h ⋅⋅=⋅摩α (4
2/m s N ⋅) αρ
α2
.1=
标 （42/m s N ⋅）
实验仪器安装示意图如图2-2所示。

图2-2 通风管路及通风阻力测定布置示意图
由图2-2 可知，用两台压差计测定1、2断面间的静压差，从而得到管道1—2段之间的通风阻力21-fr h 。

2．风量测定
管道风速测算通常采用等面积环法，步骤如下： ⒈ 将圆形断面分为n 个等面积环，n=10D （m ）；
⒉ 在各等面积环的面积平分线上对称布置速压测点2个，各测点距圆心的距离为n
i D R 81
21-=（m ），i 为从圆心起算的等面积环序号。

[注意事项]
1 实验之前，学生应认真阅读教科书及实验指导书的有关内容，了解压差计、皮托管等仪器的构造、原理以及使用方法。

2 已知参数：D=300mm ，21-=21.6m ，ρ=const 或参照实验一计算 [实验记录]。