通风机参数的测定

通风机参数的测定

VENTILATOR'S PARAMETER MEASUREMENT

　

一、压力测量

COMPRESSIVE STRESS MEASURING

在通风机技术测定中需要测量风峒断面的静压和全压，测量全压的目的是为了获得该风峒断面的动压值，以便计算风速和风量。

1.静压测量

测量风峒某点的静压值，可使用皮托管和前述的各种静压感受管。由于静压为风流作用于管壁上的法向压力值，故测量静压值的关键在于选择一个合适的测压断面，以保证所安装的测压管的感受孔中心线和气流方向垂直。实践证明由于测压断面选择不当或由于测压管安装不正确，使所测值中含有部分动压，造成测压计液面波动，使读数有较大误差。如图21系为测压点位置选择不当及测压管安装不正确的示例。

图21 静压管安装错误示意图

1一反风门、2一静压管、3---风峒、4一通风机

由于条件限制，在现场往往不易找到理想的测压断面。为了减少测量误差，则可选择适当位置的断面上，安装多测孔并联，如图22所示，其中差压计指示h_s系n个测点静压的算术平均值，即

h_s= 式﴾12)

式中 h_si——第i个测孔的静压(mmH₂0)；

n——测孔数目。

图22 多孔并联静压测量

1--风峒、2一静压管、3—三通管、4—风管

2.全压测量

全压测量的关键在于使所安装的全压管测孔迎风，并使测孔中心线和气流的方向平行，否则将会造成较大误差。由于在风峒同一断面上各点的气流速度不相等，故各点的全压值也不相等。在用测压管测量风量时，常须测得某风峒断面的平均全压值，这是指该断面各点全压的算术平均值。一般可在该断面安装多空全压管或多支皮托管并联测出。

3.动压测量

风峒某点的动压h_d等于该点的全压h与该点的静压h_s之差。在测量动压时应注意将全压管感受孔与静压管感受孔安装在与风流垂直的同一截面内，否则将会造成误差。

测量动压值是为了测算风量。因此必须测出某风峒断面的平均动压值h_dp。由于风峒断面上各点动压值不等，故用单孔测压管测量动压时，必须在通风机测定前将风峒按图6所示，将全断面分成n个面积不大于0．5米²的小方格，逐个测出每个方格中心点的动压值h_di，然后算出测定时单孔测压管拟固定在g点的风速场系数K_g：

K_g= (式13﴿

式中 h_di——所测第i个测点的动压(mmH₂O)；

h_dg——固定测点的动压(mmH₂O)；

n——测点的数目。

则被测断面的动压平均值h_dp为：

h_dP=Kg²▪H_dg (式14)

用多孔测压管测量圆形风峒时，可将圆断面划分成若干等面积环﴾图23)，在环的中心布置测压点的位置。各测点位置按下式计算：

R_i=R ﴾ 式15﴿

图23 圆形风峒当n=5时的测量点半径图

式中 Ri——从断面中心到第i个测点的半径﴾m)；

R——圆风峒断面半径(m)；

i——自风峒中心算起的环序号；

n——风峒断面划分的环数，可参考表2。

表2 风峒直径与圆环数表

风峒断面直径m

<1.6

2.2

2.6

2.8

3.4

圆环数

5

6

7

8

10

对于环形断面，各测点位置按下式计算: (见图24)

R1=R ﴾ 式16﴿

式中 d——环形风峒内径(m)；

D——环形风峒外径(m)；

R=D/2﴾m﴿。

其它符号与(式15)同。

图24 环形风峒当d／D=0.7，n=5时测点半径图

二、风量测量

AIR OUTPUT MEASURING

在通风机技术测定中，风量的测量常用风速表及测压管两种方法进行。一般应两种方法同时使用，便于校核。

1．用风速表测量风量

用普通风速表采用路线法测量某风峒断面的平均风速v_P，已为大家所熟悉，此时通过该风峒断面的风量Q用﴾式11)计算。由于这种测量风量的方法存在许多缺点，因此目前一些矿井采用可以远距离监测的风速表定点测量，此时可将风速表的感受元件固定在风峒某点，测出该点风速v_g后再按下式算出该断面的平均风速v_p。

V_p=K_g·V_g (式17)；

式中 K_g——测点g的风速场系数。在测量前，将包括g点在内的断面分成若干小方格(≤0，5米²)。用风速表分别测出该小方格的风速v_i后，以按下式求得

K_g= ﴾式18﴿

式中 n——划分的小方格个数；

v_i——所测得第i个小方格的风速(m／s)。

应当指出，用高效远距离监视风速表测量风量，虽然具有许多优点，但是由于这种仪表价格昂贵，因此大多数矿井都采用测压管测量风量。

2． 用测压管测量风量

用测压管测量风量比较简单易行，只要用单孔测压管或多孔测压管测出风峒断面的平均动压值h_dP，则该断面的平均风速v_p即可按下式求得：

v_p= ﴾m/s﴿ (式19)

将上式v_P值代入(式11)中，即可求得通风机风量Q。

用测压管测量风量虽然具有很多优点，但是当风峒断面较大及风量较小时，动压值过小，气流略有不稳将使读数困难，误差较大。因此不易测得通风机的全特性曲线。这种情况在离心式通风机测定中较为突出，为此可以在全压测管的邻近同时安装风速表，作为小风量时的辅助测量。

三、其它参数的测量
OTHER PARAMETER MEASURING

1.功率及效率的测量

通风机的轴功率P_d(千瓦)是指通风机工作所需要的功率。当通风机通过联轴器由电动机直接传动时，P_d等于电动机的输出功率。通风机的效率是通风机的有效功率P与轴功率P_d的比值百分数。有效功率按下式计算：

P_H= ﴾式20)

P_s= ﴾式21﴿

式中 P_H、P_S——通风机的有效全压功率、有效静压功率(kW)；

H、H_s——通风机的全压、静压(mmH₂0)；

Q——通风机的风量(m³／s)。

通风机的效率由下式计算：

﴾式22﴿

﴾式23﴿

式中 η_H、η_s——通风机的全压效率、静压效率。

抽出式通风机由于扩散器出口动压变为损失，故应以静压效率衡量其工作的好坏。而压入式通风机则应用全压效率来衡量其工作的好坏。

2．转速测量

通风机的转速n系指通风机主轴每分钟的转数。

3ִ空气密度的测量

风峒内的空气密度ρ(公斤·秒²／米⁴)主要取决于空气的温度和绝对压力，经过通风机的空气压力是在不断变化，因此我们取通风机进、出口处绝对压力的平均值来确定通过通风机的空气密度。在现场测定中用下式计算可以满足要求：

﴾式24﴿

式中 B——大气压力(mmH_g)，可用空盒气压计测得；

h_s——通风机进风侧(抽出式)或出风侧(压入式)静压(mmH_sO)；

T——通风机进风侧(抽出式)或出风侧(压入式)风流的绝对温度(ºK)。

在抽出式通风时， (式24)中用“-”，h_s为通风机进风侧静压值。在压入式通风时(式24)中用“+”，h_s为通风机出风侧静压值。