通风工程实验报告书

通风工程实验报告书小组：第一组姓名： XXXXXX学号： XXXXXX班级：安全工程类101班指导老师： XXXXXX实验时间： 2013年5月24日、25日一、实验目的与要求1.掌握测定大气压和空气湿度的常用仪表构造、原理和使用方法，计算空气密度；2.学习用皮托管及压差计测定通风管道中的某点空气静压、动压和全压，以巩固动静全h h h ±=的概念，同时了解皮托管及压差计的构造，并学习用皮托管及压差计测定通风管道中某断面的平均风速、最大风速和速度场系数K ；3.掌握测定通风阻力、求算风阻、等积孔和绘制风阻特性曲线的方法并测算摩擦阻力系数；4.掌握通风机特性测定方法，深度理解通风机风量和风压、功率与效率关系。

二、实验仪器和设备实验所用的仪器和设备三、实验内容及过程实验按图1所示布置，用调节闸门由全开到全闭调节风机工况8～10点，测定每一工况时的风量、风压和电动机功率，经过计算，绘制该通风机的特性曲线。

在通风机入风侧断面I 处用补偿式微压计测得相对静压1h ，使用前，先将微压计管中的空气排尽，进行水平调节，调节水平调节螺钉使水平泡正好处于中间位置。

然后进行调零，即调整微压计的微调盘，使微调盘与示值刚好对准零刻度。

向观察筒中加水，使其反光镜中看到的观察筒中的水准尖头刚好相接。

后按下式计算风量Q ：I S V Q ⋅=Im m 3/s （6-1）Is Iv Kh h V ρρ22Im =⋅= m/s （6-2）式中：Im V ——I 断面的平均风速，m/s ； I S ——I 断面的面积，m 2；ρ——测定时的空气密度，kg/m 3； Is h ——I 断面的相对静压，Pa 。

K ——集流器系数，IsIvh h K =，经标定，本实验所用集流器系数为0.96（二）通风机风压测定用皮托管连接压差计，当皮托管的两个端口均连接仪器时，测量值为该点的动压；当仪器只与皮托管的风速端口连接，测量值为该点的全压；当只有皮托管的与风速垂直的端口与仪器连接，则测量值为该点的静压。

在II 断面处用Y-61型倾斜微压计进行风压的测定。

加好酒精，调平仪器，使仪器气泡位于圆圈中间位置，然后进行仪器调零，转动三通旋塞至“调零”位置或调整零位调整螺丝使液面恰好位于“0”刻度上。

用皮托管将高压接到仪器的“+”接头上，将低压接到仪器的“-”接头上，转动三通旋塞到“测压”位置，管内液面上升，待液面稳定后，即可读数，记作L ，将其乘以玻璃管所在位置的校正系数K ，即为测得静压、动压、全压。

在III 断面用U 型压力计测量断面的风压，用皮托管与仪器相连接，根据改变连接方式时候的示值变化，得到该断面这一点的动压、静压、全压。

用式ii i h Kv ρ动大均2=计算平均风速，其中K 是速度场系数。

1.速度场系数K 测定（1）确定等面积环个数。

等面积环个数，按管道直径大小来确定，环数越多则精度越高，可按下表选取表1 管道直径与等面积环个数关系（2）计算各测点距中心点的距离r i ni r r i 2120-= 式中 r i ——各测点距中心点的距离，m ； r 0——管道的半径，m ；i ——由管道中心点算起的等面积环编号数； n ——等面积环个数。

为了安装皮托管方便，一般将r i 值换算成从管道一侧插到测点的深度l i 值如附图所示,按下式计算：301r r l -=202r r l -= 103r r l -=104r r l += 205r r l += 306r r l +=（3）依次测定各点动压。

先测定管道断面中心点的最大动压，然后依次测定各测点的动压，记录测定结果。

（4）测定管道中的空气密度。

管道流动的空气密度与外界相对静止的空气密度有所不同，但差别不大。

（5）计算中心最大风速、平均风速及速度场系数。

s m h v i i i /2，最大最大ρ=s m nh h h v nii /221，动动动均+++=ρ最大均i i v v K =求得测点断面的平均风速后，将平均风速乘以测点的管道断面积S i ,即为管道通过的风量（Q i ＝v i 均S i ）。

2.通风管道中摩擦阻力与摩擦阻力系数的测定将U 型垂直压差计和皮托管用胶皮管按连接好，检查无误后开机测定。

当水柱计稳定时，同时读取1动大h 、212-阻动大和h h 记入表格中。

根据能量方程可知，当管道水平放置时，两测点之间管道断面相等，没有局部阻力，且空气密度近似相等时，则两点之间的摩擦阻力就是通风阻力，它等于图2 r i 与l i 换算图置两点之间的绝对静压差（2121p p h h -＝＝－阻摩）。

管道的摩擦阻力可用下式计算：，摩23Q SLU h α=Pa 风阻为 2Qh R 摩=，82m /Ns等积孔为 RA 19.1=, 2m摩擦阻力系数为 ，摩测23ULQS h =α 2Ns /m 4 换算为标准状态的标α为 ，测测标ραα2.1=2Ns /m 4 最大动压平均值为 Pa h h h ，＝动大动大动大均221+平均最大风速为 s m h v /2，动大均大ρ=管道平均风速为 s m Kv v /，大均= 管道风量为 s m S v Q /3，均= 3.风压测定因ov R ov s t h h H H H +=+=今Iv IIv ov ov h h h H === 所以r s h H = 又因I ～II 断面风筒很短，其阻力可略去，故)1(K h h h Is IIs R -+= Is IIs t h h H +=式中：t H ——通风机的全风压，Pa ； s H ——通风机的静风压，Pa ； R h ——通风机所克服的通风阻力，Pa ； Is h ，IIs h ——I 、II 断面的相对静压，Pa 。

ov H ， IIv h ， Iv h ——通风机出口，风筒I 断面、II 断面的平均动压，Pa ；由上式可知，只要测得I 、II 断面的相对静压（Is h ，IIs h ）即可算出通风机的风压t H 和静压s H 。

（三）电动机功率测定实验采用三相功率表读出其表指针偏转格数n 后，用下式计算电动机输入功率N 电。

N 电＝0.04×n（四）通风机效率计算通风机全压效率％＝电电1001000⨯N QH t η通风机静压效率％＝电1001000⨯N QH ss η（五）空气密度测定用空盒气压计测大气压，用湿度计测湿度，计算空气密度。

1.大气压测定 （1）水银气压计水银气压计的主要部件是一根倒置于可动水银槽内的玻璃管，管的上端水银面上是真空的，槽内液面则通向大气，所以玻璃管内水银柱高度就表示了大气压力（hPa ）。

测定时，转动底部调节螺丝，使槽内水银液面正好与象牙指针触及，然后转动螺丝，使游标的下切口与水银顶面相切，由刻度尺和游标读出大气压的读值（P读），对进行读值的温度校正，由温度计读出测定的温度，从表2 查出温度校正值∆P 温，则实际的大气压：P 0=P 读+∆P 温表2 黄铜刻度尺换算到0℃时的温度校正值（2）空盒气压计空盒气压计由一个波纹状金属真空盒和一套杠杆机构组成。

大气压变化时盒面变形值经杠杆机构放大，带动盒面指针转动指出大气压值。

空盒气压计使用前应用水银气压计校正，校正时用小螺丝刀微微拧转盒背面（或侧面）的调节螺丝，使指针所示气压值与水银气压计一致。

测定时，将其水平放置，用手指轻轻敲击盒面数次，消除指针的蠕动现象，等待数分钟后再读值，并进行刻度和温度的补充校正。

2.空气相对湿度测定TES-1360，温度湿度两用计测量范围：湿度为10%… 95%R.H. 温度为-20℃..+ 60℃，-4℉…+140℉；分辨率：0.1% R.H. 0.1℃, 0.1℉；准确度：湿度为± 3%R.H. (at 25℃, 30…95%R.H.)，温度为± 0.8℃, ± 1.5℉；传感器：湿度为精密电容式传感器,温度为半导体式传感器，反应时间每秒一次；操作温湿度：0℃to40℃,80% R.H.以下；储存温湿度 -10℃ to 60℃ , 70% R.H.以下。

进行温度、湿度测定时，打开电源开关，将功能键拨到相应的位置，屏幕显示的读数即为大气的湿度值、摄氏温度或华氏温度。

上述温度、相对湿度要读数3次，取其平均值计算，分别计算空气密度：（1）精确式3/378.01484.3m Kg pp Tp），（饱湿ϕρ-=（2）近似式3/,)473.3~485.3(m Kg TP≈ρ3.卡他度测定卡他计是检查气温、湿度、风速综合作用的一种仪器，其下端是长圆形的贮液球，长约40mm ，直径16mm ，表面积22.6cm 2，内贮酒精。

上端也有长圆形的空间。

以便在测定时容纳上升的酒精，全长约200mm 。

其上刻38C ︒和35C ︒，其平均值正好等于人体温度。

测定时，将卡他计先放入55C ︒左右的热水中使酒精面开始升至仪器上部空间三分之一处，取出卡他计抹干，然后挂在待测点，此时酒精液面开始下降。

记录由38C ︒下降至35C ︒所需时间，然后计算卡他度。

H 干＝tF 式中 H 干——干卡他度，毫卡； F ——卡他常数（附于仪器上）；t ——温度由38C ︒下降至35C ︒所需时间，s 。

测定湿卡他度时，仅需将贮液球包上湿纱布后，按上述方法进行。

然后用下式计算湿卡他度H 湿。

H 湿＝tF用卡他度所测定的上述数据，可用以下两式分别计算风速：1． 当6.0/≤θH 时： 2)40.020.0/(-=θH v ，m/s ；2．当6.0/≥θH 时2)40.013.0/(-=θH v ，m/s ；式中 v ——待测点风速，m/s ；θ——卡他度的平均温度。

即36.5C ︒减去该处的空气温度，C ︒；其它符号意义同前。

（六）测点断面积测算用皮绳围绕通风管一圈，测定其周长，根据圆周计算公式D C ⨯=π求出风管的直径D ，并计算出各断面的面积42D S π=。

（七）绘制通风机特性曲线以风量为横坐标，通风机的静压、功率、效率为纵坐标，分别绘制Q —H s 、Q —N 电、Q —ηs 的关系曲线。

四、实验数据表格表4.1 大气压力记录表表4.2 空气湿度记录表表4.3 卡他度与风速记录表表4.4 管道中某点空气相对压力值记录表表4.5 管道中某断面动压记录表管道直径D=200mm表4.6 管道参数与压差计读数记录表表4.7 管道摩擦风阻与摩擦阻力计算结果表表4.8 测点压力和大气参数表4.9 电机参数表4.10 风机参数风机性能曲线五、实验注意事项1.测定风压时，各皮托管位于风管各断面的圆心所在的直线上。

2.在测定的过程中风流应保持稳定，否则对各测点的动压最好用多支皮托管与压差计同时测定。

3.各个仪器使用前，应先进行刻度校正、水平调节和调零，以保证实验结果的准确性。