通风系统风量 风压的测量

实验一风管风压、风速、风量的测定

一、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。

二、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与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) 毕托管与微压计测量风压、风速及风量

空气在风管中流动时，管内空气与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 j ，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d P ，即为气流的动能。

动压数学表达式 2

2

ρν=

d P （Pa ）

或 g

P d 22

γν=

'P （O mmH 2）

动压的方向为空气流动的方向。

静压与动压之和称为总压，数学表达式为

d j q P P P +=（Pa ）

在毕托管上有测量总压、静压的测孔，与微压计配合使用，就可测出流体的静压、总压与动压。静压和总压有正负之分，动压只为正值。在测量总压和静压时，如数值超过微压计的量程，则采用U 型管压力计。 测出空气动压值后，即可求得相应的空气流速。

空气流速 ρ

d

P v 2=

（m/s ）

或 γ

d P g v '

=

2（m/s ）

测出测量断面面积F 及计算出空气的平均流速v 后即可计算空气体积流量L 。

v F L ⋅=（s m /3）

或 v F L ⋅='3600（h m /3）

空气的质量流量 ρρ⋅⋅==v F L G （s kg /）

或 ρ⋅⋅='v F G 3600（h kg /） 式中：d P — 空气的动压（Pa ）； v — 空气的流速(m/s)； v — 空气的平均流速(m/s)； ρ — 测量断面上空气密度(kg/m 3)； γ — 测量断面上空气比重(kgf/m 3)；

d P ' — 用工程单位表示的空气动压（O mmH 2）； G — 重力加速度，g=9．807(m/s 2)；

j P — 空气的静压（Pa)； q P — 空气的总压（Pa)；

L / — 用工程单位表示的空气体积流量（m 3/h)；

G / — 用工程单位表示的空气质量流量 (kg/h)。

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，也可直接在管壁上开一个小孔，焊接一测压短管测得。小孔径直径应小于2mm ，钻孔应与管壁垂直，而且孔口内壁不应有毛刺。

在测定风压时，毕托管与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，故其接管应与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。

毕托管与微压计的接管，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。

图1-2 毕托管与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200mm 左右，使其面积不大于O.05m 2，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。

同心环上各测点距中心的距离按下式计算：

m

i R R i 21

20

-= 式中： 0R — 风管的半径（mm ）；

i R — 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： 31R R l -= 22R R l -=

13R R l -= 14R R l +=

25R R l += 36R R l +=

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i l 也可直接用表1-2求得。

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：

2

21⎪⎪⎭

⎫

⎝⎛+⋅⋅⋅++=n P P P P dn d d d 式中： n —测点数目。 取两轴线的动压平均值，即2

b

d a d p

d P P P +=⋅。