通風機參數的測定

通風機參數的測定

VENTILATOR'S PARAMETER MEASUREMENT

　

一、壓力測量

COMPRESSIVE STRESS MEASURING

在通風機技術測定中需要測量風峒斷面的靜壓和全壓，測量全壓的目的是為了獲得該風峒斷面的動壓值，以便計算風速和風量。

1.靜壓測量

測量風峒某點的靜壓值，可使用皮托管和前述的各種靜壓感受管。由于靜壓為風流作用于管壁上的法向壓力值，故測量靜壓值的關鍵在于選擇一個合適的測壓斷面，以保證所安裝的測壓管的感受孔中心線和氣流方向垂直。實踐證明由于測壓斷面選擇不當或由于測壓管安裝不正確，使所測值中含有部分動壓，造成測壓計液面波動，使讀數有較大誤差。如圖21系為測壓點位置選擇不當及測壓管安裝不正確的示例。

圖21 靜壓管安裝錯誤示意圖

1一反風門、2一靜壓管、3---風峒、4一通風機

由于條件限制，在現場往往不易找到理想的測壓斷面。為了減少測量誤差，則可選擇適當位置的斷面上，安裝多測孔并聯，如圖22所示，其中差壓計指示h_s系n個測點靜壓的算術平均值，即

h_s= 式﴾12)

式中 h_si——第i個測孔的靜壓(mmH₂0)；

n——測孔數目。

圖22 多孔并聯靜壓測量

1--風峒、2一靜壓管、3—三通管、4—風管

2.全壓測量

全壓測量的關鍵在于使所安裝的全壓管測孔迎風，并使測孔中心線和氣流的方向平行，否則將會造成較大誤差。由于在風峒同一斷面上各點的氣流速度不相等，故各點的全壓值也不相等。在用測壓管測量風量時，常須測得某風峒斷面的平均全壓值，這是指該斷面各點全壓的算術平均值。一般可在該斷面安裝多空全壓管或多支皮托管并聯測出。

3.動壓測量

風峒某點的動壓h_d等于該點的全壓h與該點的靜壓h_s之差。在測量動壓時應注意將全壓管感受孔與靜壓管感受孔安裝在與風流垂直的同一截面內，否則將會造成誤差。

測量動壓值是為了測算風量。因此必須測出某風峒斷面的平均動壓值h_dp。由于風峒斷面上各點動壓值不等，故用單孔測壓管測量動壓時，必須在通風機測定前將風峒按圖6所示，將全斷面分成n個面積不大于0．5米²的小方格，逐個測出每個方格中心點的動壓值h_di，然后算出測定時單孔測壓管擬固定在g點的風速場系數K_g：

K_g= (式13﴿

式中 h_di——所測第i個測點的動壓(mmH₂O)；

h_dg——固定測點的動壓(mmH₂O)；

n——測點的數目。

則被測斷面的動壓平均值h_dp為：

h_dP=Kg²▪H_dg (式14)

用多孔測壓管測量圓形風峒時，可將圓斷面劃分成若干等面積環﴾圖23)，在環的中心布置測壓點的位置。各測點位置按下式計算：

R_i=R ﴾ 式15﴿

圖23 圓形風峒當n=5時的測量點半徑圖

式中 Ri——從斷面中心到第i個測點的半徑﴾m)；

R——圓風峒斷面半徑(m)；

i——自風峒中心算起的環序號；

n——風峒斷面劃分的環數，可參考表2。

表2 風峒直徑與圓環數表

風峒斷面直徑m

<1.6

2.2

2.6

2.8

3.4

圓環數

5

6

7

8

10

對于環形斷面，各測點位置按下式計算: (見圖24)

R1=R ﴾ 式16﴿

式中 d——環形風峒內徑(m)；

D——環形風峒外徑(m)；

R=D/2﴾m﴿。

其它符號與(式15)同。

圖24 環形風峒當d／D=0.7，n=5時測點半徑圖

二、風量測量

AIR OUTPUT MEASURING

在通風機技術測定中，風量的測量常用風速表及測壓管兩種方法進行。一般應兩種方法同時使用，便于校核。

1．用風速表測量風量

用普通風速表采用路線法測量某風峒斷面的平均風速v_P，已為大家所熟悉，此時通過該風峒斷面的風量Q用﴾式11)計算。由于這種測量風量的方法存在許多缺點，因此目前一些礦井采用可以遠距離監測的風速表定點測量，此時可將風速表的感受元件固定在風峒某點，測出該點風速v_g后再按下式算出該斷面的平均風速v_p。

V_p=K_g·V_g (式17)；

式中 K_g——測點g的風速場系數。在測量前，將包括g點在內的斷面分成若干小方格(≤0，5米²)。用風速表分別測出該小方格的風速v_i后，以按下式求得

K_g= ﴾式18﴿

式中 n——劃分的小方格個數；

v_i——所測得第i個小方格的風速(m／s)。

應當指出，用高效遠距離監視風速表測量風量，雖然具有許多優點，但是由于這種儀表價格昂貴，因此大多數礦井都采用測壓管測量風量。

2． 用測壓管測量風量

用測壓管測量風量比較簡單易行，只要用單孔測壓管或多孔測壓管測出風峒斷面的平均動壓值h_dP，則該斷面的平均風速v_p即可按下式求得：

v_p= ﴾m/s﴿ (式19)

將上式v_P值代入(式11)中，即可求得通風機風量Q。

用測壓管測量風量雖然具有很多優點，但是當風峒斷面較大及風量較小時，動壓值過小，氣流略有不穩將使讀數困難，誤差較大。因此不易測得通風機的全特性曲線。這種情況在離心式通風機測定中較為突出，為此可以在全壓測管的鄰近同時安裝風速表，作為小風量時的輔助測量。

三、其它參數的測量
OTHER PARAMETER MEASURING

1.功率及效率的測量

通風機的軸功率P_d(千瓦)是指通風機工作所需要的功率。當通風機通過聯軸器由電動機直接傳動時，P_d等于電動機的輸出功率。通風機的效率是通風機的有效功率P與軸功率P_d的比值百分數。有效功率按下式計算：

P_H= ﴾式20)

P_s= ﴾式21﴿

式中 P_H、P_S——通風機的有效全壓功率、有效靜壓功率(kW)；

H、H_s——通風機的全壓、靜壓(mmH₂0)；

Q——通風機的風量(m³／s)。

通風機的效率由下式計算：

﴾式22﴿

﴾式23﴿

式中 η_H、η_s——通風機的全壓效率、靜壓效率。

抽出式通風機由于擴散器出口動壓變為損失，故應以靜壓效率衡量其工作的好壞。而壓入式通風機則應用全壓效率來衡量其工作的好壞。

2．轉速測量

通風機的轉速n系指通風機主軸每分鐘的轉數。

3ִ空氣密度的測量

風峒內的空氣密度ρ(公斤·秒²／米⁴)主要取決于空氣的溫度和絕對壓力，經過通風機的空氣壓力是在不斷變化，因此我們取通風機進、出口處絕對壓力的平均值來確定通過通風機的空氣密度。在現場測定中用下式計算可以滿足要求：

﴾式24﴿

式中 B——大氣壓力(mmH_g)，可用空盒氣壓計測得；

h_s——通風機進風側(抽出式)或出風側(壓入式)靜壓(mmH_sO)；

T——通風機進風側(抽出式)或出風側(壓入式)風流的絕對溫度(ºK)。

在抽出式通風時， (式24)中用“-”，h_s為通風機進風側靜壓值。在壓入式通風時(式24)中用“+”，h_s為通風機出風側靜壓值。