通风管道风压、风速、风量测定

　　1.测定位置和点

　　(一)选择测量位置

　　通风管道通过测量压力转换，可以测量内风速和风量。除正确使用压力测量仪器外，合理选择测量段，减少气流扰动对测量结果的影响很大。测量截面应尽量选择在气流稳定的直管段上。当测量截面位于弯头、三通等异形部件前(相对气流方向)时，与这些部件的距离应大于管道直径的两倍。当测量截面设置在上述部件后面时，管道直径应大于4~5倍。当测试现场难以满足要求时，可适当增加测点，以减少误差。但测量截面位置与异形部件的最小距离至少为管道直径的1.5倍。

　　如果在测量动压时发现任何测点出现零值或负值，则表明气流不稳定，则该段不应用作测量段。如果气流方向偏离风管中心线15°以上部分不应用作测量部分（检查方法：毕托管端面向气流方向，缓慢摆动毕托管，使动压值最大，此时毕托管与风管外壁垂直线的夹角为气流方向与风管中心线的偏差角）。

　　(2)测试孔和测定点

　　由于速度分布不均匀，压力分布也不均匀。因此，必须在同一截面上多点测量，然后找出截面的平均值。

　　圆形风道

　　在同一段设置两个垂直孔，将管道段分成一定数量的同心环。对于圆形风道，测点越多，测量精度越高。

　　矩形风道

　　风管断面可分为几个等面积的小矩形，测点布置在每个小矩形的中心，小矩形每侧长度为200mm圆风管测点与管壁之间的距离系数(基于管径)。

　　二、风道内压力的测定

　　(一)原理

　　气流相对稳定的管段应测量风道中气体的压力。气体的静压、动压和全压应在试验过程中进行测量。测量气体全压的孔口应面向风道中气流的方向，测量静压的孔口应垂直于气流的方向。用U形压力计测量全压和静压时，另一端应与大气相连（正压管段用倾斜微压计测量压力时，管道一端应与大气相连，负压管段测量压力时，容器开口端应与大气相连）。因此，压力计上读出的压力实际上是风管内气体压力与大气压力之间的压差（即气体相对压力）。大气压力一般用大气压力表测定。由于全压等于动压和静压的代数和，只能测量两个值，另一个值可以通过计算获得。

　　(二)测量仪器

　　气压(静压、动压、全压)的测量通常是用插入风道的压力测量管取出压力信号，读取与之相连的压力计。常用的仪器有毕托管和压力计。

　　(1)标准托管

　　它弯成90°双层同心圆管的开口端与内管相连，用于测量全压；管头外壁附近有一个小孔，用于测量静压。根据标准尺寸加工的毕托管校正系数近似等于1。标准毕托管孔很小，容易被风管内的灰尘堵塞。因此，这种毕托管只适用于更干净的管道。

　　(2)S型毕托管

　　它是由两根相同的金属管并联组成，测量时有方向相反的两个开口，测定时，面向气流的开口测得的相当于全压，背向气流的开口测得的相当于静压。由于测量头对气流的影响，测量的压力与实际值有很大的误差，尤其是静压。因此，S型毕托管在使用前必须用标准毕托管进行校正，S型毕托管的动压校正系数一般在0.82～0.85之间。S类型毕托管测孔较大，不易被风管内的粉尘堵塞，该毕托管广泛应用于粉尘污染源监测中。

　　2.压力计

　　(1)U形压力计

　　由U形玻璃管制成，测压液根据测压范围选择水、酒精或汞，U压力计不适用于测量小压力。压力值由液柱高差读取，p值按下式计算：

　　p=ρgh (Pa) (2.8－1)

　　式中p—压力，Pa；

　　h—液柱差，mm；

　　ρ—液体密度，g/cm3；

　　g—重力加速，m/s2。

　　(2)倾斜微压计

　　压力测量时，微压计容器的开口连接到测量系统中压力较高的一端，斜管连接到系统中压力较低的一端，作用于两个液位的压差，使液柱沿斜管上升，压力p按以下计算：

　　p=K·L(Pa)(2.8－2)

　　式中L—斜管内液柱长度，mm；

　　K—由仪器斜角刻度读取的斜管系数。

　　测压液密度为0.1g/cm3.乙醇。使用其其他密度液体时，应修正密度。

　　(三)测定方法

　　1.试验前，调整仪器水平，检查液柱是否有气泡，将液位调整到零，然后根据测量内容用橡胶管将测压管与压力计连接。毕托管与U型压力计测量烟气全压、静压、动压的连接方法。

　　2.测压时，毕托管管嘴应对准气流方向，偏差不大于5°，每次测定反复三次，取平均值。

　　三、管道内风速测定

　　测量管道内风速的常用方法分为间接式和直读式。

　　(一)间接式

　　首先测量管内的动压pd，该点的流速可以计算出来v。用各点测量的动压取均方根，计算截面平均流速vp。

　　式中pd—动压值，pdi断面各测点动压值，Pa；

　　vp—平均流速是断面各测点流速的平均值。

　　这种方法虽然繁琐，但由于精度高，在通风系统测试中得到了广泛的应用。

　　(二)直读

　　常用的直读式测速仪是热球式热电风速仪，传感器是一个球形测头，包括镍铬丝弹簧圈，用低熔点玻璃包裹成球形。弹簧圈内有一对镍铬-康铜热电偶，用于测量球体的温升。用电加热测头。由于测头的加热量集中在球部，只需要较小的加热电流(约30mA)就能达到要求的温升。测头的温升会受到周围空气流速的影响，根据温升的大小，即可测出气流的速度。

　　仪器的测量部分采用电子放大线和操作放大器，测量结果用数字显示。测量范围为0.05～19.0m/s(必要时可扩展到400m/s)。

　　还设有仪器P－N在测量风速时，可以测量气流温度。该仪器适用于气流稳定输送清洁空气，流速小于4m/s的场合。

　　四、风道内流量计算

　　确定平均风速后，管道内的风量可按下式计算

　　L=vp·F (m3/s) (2.8－5)

　　式中F—管道断面积，m2。

　　气体在管道中的流量和流量与大气压力和气流温度有关。当管道中输送的气体不是常温时，应同时给出气流温度和大气压力。

　　五、测量局部排气罩风速风量

　　(一)测量盖口风速

　　罩口风速测定一般采用匀速移动法和定点测定法。

　　1 匀速移动法

　　(1)测量仪:叶轮风速仪。

　　(2)测量方法:盖口面积小于0.3m2.排气罩可沿整个罩段路线缓慢均匀移动风速仪。移动时，风速仪不得离开测量平面。此时测量的结果是罩的平均风速。该方法进行三次，取其平均值。

　　2定点测定法

　　(1)测量仪器:在有效期内标定热球式热电风速仪。

　　(2)测量方法:对于矩形排气罩，根据盖段的大小，将其分成几个等面积的小块，并在每个小块的中心测量其气流速度。断面积大于0.3m2.盖口可分为9~12个小块，每个小块的面积为0.06m2，见图2.8－11(a)；断面积≤0.3m2.盖口可测量6个测点。对于条缝排气罩，其高度方向应至少有两个测点。根据条缝的长度，可根据条缝的长度取多个测点，测点间距≤200mm，按算术平均值计算排气罩口的平均风速。<0.06m2，见图2.8－11(a)；断面积≤0.3m2的罩口，可取6个测点测量，对于条缝形排风罩，在其高度方向至少应有两个测点，沿条缝长度方向根据其长度可以分别取若干个测点，测点间距≤200mm，排风罩罩口平均风速按算术平均值计算。

　　(二)风量测定

　　1动压法测量排气罩的风量

　　按式(2.8-4)计算断面各测点流速的平均值vp，排气罩的排气量为：

　　L=vp·F (m3/s) (2.8－6)

　　式中vp—平均风速，m/s；

　　F—管道断面积，m2。

　　静压法测量排气罩的风量

　　在现场测定时，各管件之间的距离很短，不易找到比较稳定的测定断面，用动压法测量流量有一定困难。在这种情况下，通过测量静压求得排风罩的风量。局部排风罩压力损失：

　　式中pog—罩口断面全压，Pa;

　　poq—1-1断面全压，Pa;

　　p`j—断面静压1-1，Pa;

　　poq—断面动压1-1，Pa;

　　ζ—局部排气罩局部阻力系数；

　　v平均流速1-1断面，m/s；

　　ρ1-空气密度，kg/m3。

　　通过公式可以看出，只要已知排气罩的流量系数和管口处的静压，就可以测量排气罩的流量。

　　可通过实验方法从公式(2)中获得各种排气罩的流量系数.8-8)可见：

　　μ值可以从相关数据中找到。由于实际排气罩与数据不可能完全相同，根据数据μ计算排气量的值会有一定的误差。

　　在多个排气点的排气系统中，可以先测量排气罩μ值，然后按公式(2).8-10)计算每个排气罩所需的静压，通过调整静压来调整每个排气罩的排气量，可以大大降低工作量。上述原理也适用于调节供气系统的风量。如果每个孔的供气量相等，只需调整出口的静压，以保持相等。

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