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风压、风量的测定(精)

风压、风量的测定方法
测定磨机内的通风量,一般是从测定磨机出口通风管的风量而求得的。

通风管内的风量Q是测点处管道内断面积F 与其平均风速w a 之乘积。

某一测定管道内断面F 是已知的,实质上就是成了对该测定断面的平均风速w a 的测定了。

管道内风速通常是用测定该断面的动压并通过计算来确定的。

用这种方法来测定风量,不仅适用于磨机,也适用其它低于通风管中的风量测定。

气体在管道中流动是由于系统的总压力差所引起的,在总压力差相同时,系统的阻力愈大则气体流速愈低。

因此,流速和压力的关系可用伯努利方程式联系起来,即:
j d p p p =+ (P a )
式中:p —某一截面上气体的全压力(P a );
p j —同一截面上气体的静压力 (P a );
p d —同一截面上气体的动压力,也称速度压力(P a )。

2
2
d p ρω=
(㎏/m 3)
其中:ρ—气体的密度(㎏/m 3)。

测定动压在于计算气体流速和流量,测定静压主要是计算管道和通风系统的阻力。

压力测定仪器和方法
(1)毕托管
① 标准毕托管,如图1所示。

标准毕托管测孔很小,当通风管道中气体的含尘浓度较大时,易被堵塞,因此只适于在较清洁管道中使用。

② S 型毕托管在使用前须用标准毕托管进行校正求出它的校正系数。

当流速在5~30m/s 的范围时,其速度校正系数平均值约为0.84。

S 型毕托管不同于标准毕托管,它有两个平行开孔测孔,如图5-4-2所示。

在测定时,一个测孔
图1 标准毕托管
对着气流测全压,另一个测孔背向气流测静压。

由于S 型毕托管的测孔开口较大,不易被粉尘堵塞。

(2)压力计
① U 型压力计,是一个U 型玻璃管,内装测压液体,常用的液体有水、乙醇和汞,视被测压力范围选用。

在磨机通风测量中,使用的U 型压力计内的测压液体一般是水。

U 型压力计的误差较大,不适于测量微小压力。

② 倾斜式微压计,如图3所示。

倾斜的玻璃上刻度表示压力计读数。

测压时,将微压计的容器开口与测定中压力较高的一端相连,将倾斜管的一端与压力较低的一端相连。

作用于两个液面的压力差使液柱沿倾斜管上升,所测压力值p 按下式计算。

9.81p kL (P a )
式中:p ——被测定的压力值(Pa ):两端均与毕托管相联时测全压,仅倾斜管与毕托管测静压孔相通而容器开口与大气通时测静压;
L —倾斜微压计测量值,mmH 2O ; K —修正系数,工厂生产的
倾斜式微压计的修正系数K 通常等于0.2、0.3、0.4、0.6、0.8。

倾斜微压计用于测量1470Pa 以下的压力。

(3)测定方法
① 检查微压计液柱有无气泡,并将液面调至零点位置;
图2 S 形毕托管
图3 倾斜式微压计
② 检查U 型压力计中的液面,两个液面一般要保持在标尺的中点位置; ③ 测定全压、静压和动压时,标准毕托管或S 型毕托管与压力计的连接方法要正确。

连接方法见图4;
④ 毕托管的测孔要对准气流方向。

由于气流通常是不稳定的,压力计的液面是波动的,读数时应取平均值;
⑤ 要正确地选择被截面和测点; ⑥ 测面对毕托管和倾斜微压计均要进行标定和校正。

测定截面的选择和测定点的划分
为了获得较可靠的测定数据,测定截面应尽可能地选择在气流平稳的管段中,距弯头、阀门和其它变径管段下游方向大于6倍管径处,或在其上游方向大于3倍管径处。

(1)圆形管道测点的划分 在同一个测定断面上应设两个彼此垂直的测孔。

将管道断面分成一定数量同心的等面积圆环,沿着彼此垂直的两个测孔与管道中心的连线,在环上各测两个点。

测定圆环及测点的划分见图5(a )及表1。

表5-4-1 圆形管道的分环及测点分布表
管道直径(m)
分环数(个
)
各测点距管道内壁的距离系数(以直径为单位)
1
2
3 4 5 6 <0.5 1 0.146 0.853 0.5~1 2 0.062 0.250 0.750 0.438 1~2
3
0.044
0.146
0.244
0.706
0.853
0.456
(2)矩形管道测点的划分
图4 S 形毕托管与压力计的连接方法
图5 管道断面测点的划分
将被测定的管道断面划分为等面积的矩形大小块,各块的的中心即为测定点,见图5-4-5(b )。

不同面积的矩形管道中等面积小块的划分见表5-4-2,每个小块所代表的面积不得超过0.6㎡。

若管道断面积小于0.1㎡,且流速比较均匀对称时,可取断面中心作为测定点。

表2 矩形管道的分块及测点数
管道断面积(㎡)
等面积小块数
测点数
0~1 2×2 4 1~3 3×3 4 3~7
4×4
16
管道中气体流速的测量和计算
在确定的测定断面的各个测点上,用毕托管和压力计测定的动压d p ,然后按下式计算平均动压:
12d d dn
d p p p p n
++
+=
(P a )
式中:n ——测定点个数;
1d p ,2d p ,…,dn p ——在每个测定点上测得的动压值(P a )。

管道中的气体平均流速:
d
t
2p a w k
ρ=
工况状态下气体密度:
5
05
1027327310j
t p t ρρ+=⋅⋅+
式中:wa —管道中气体的平均速度(m/s );
K —毕托管的校正系数;
t
ρ—工况状态下气体密度(kg/m3);
0ρ—标况下(0℃,105Pa ),气体密度(kg/m3); j
p —管道中气体的静压力(Pa );
t —管道中气体的温度(℃)。

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