流体机械课程 流体机械实验指导书(7)

2．风量的测定

实验表7 通风机性能测定使用仪表

风量的测定常用风速表或皮托管两种方法进行。

⑴ 风速表测定法 在进风道中选择一风流平稳的断面，按一定线路用风速表测出风流的平均速度vp则通风机的风量为

Q＝Avp　　(24)

式中 A—测风处巷道断面面积，m2。

用上述方法测量时，占用时间较长，人在风道内不仅影响测量的准确性，而且劳动条件差，尤其在冬季测量更不方便，为了缩短测量时间，一般仅测量巷道断面中某一固定点gvp的风速，然后按下式换算出断面的平均风速

　　(25)

式中 vg—某一固定点g的风速，m/s；

k—风速场系数。

实验图14 风道断面分隔图

风速场系数k是在对通风机的性能进行全面测量之前，将测量风速的风道断面用细绳分隔成若干小方格，小方格面积≤0.5m2,如实验图14所示。在同一风量条件下，用风速表在各小方格对角线的交点上分别测量出风速vi然后按下式求得

 (26)

式中 vi—所测得的第i个小方格的风速，m/s；

n—小方格的个数。

(2)皮托管测量法 若风道断面内某一点气流的动压为，则该点气流速度，故用皮托管测得气流动压hdi后，即可算得测点处的气流速度vi。使用皮托管时，要注意使皮托管管嘴与风流平行(偏角≯10°)且嘴口面正对气流方向。

在测风道断面上，尽管各点风流速度不一致，但仍只需测量出某一固定点ghdg，然后按下式计算出风道断面上的平均风速的动压

 (27)

式中 hdg—固定点g处的动压，Pa。

上式中的风速场系数k可按下式计算

 (28)

对于梯形断面的风道，hdi的测定方法与前述测定vi的方法相同。对于圆形断面的风道，应将其分成若干相等面积的圆环，在每一圆环中选择一个测点位置，测点所在半径的圆又将各圆环分为两部分，如图实4—3所示。依此，各测点所在半径为

 (29)

式中 Ri—从断面中心到第i个测点的半径，m；

R—圆形风道断面半径，m；

i—自风道中心算起的环序号；

n—包括中心圆在内的圆环总数，可参考实验表8。

实验表8 圆环数与风道断面直径的关系

3．轴功率的测定：原理与过程同实验三。

4．转速的测定：原理与过程同实验三。

5．空气密度的测定

进风道内空气的密度ρ，主要取决于气流的温度和绝对压力，实际气流均属于湿空气，而且不同的时间和地点，密度也是变化的。湿空气的密度ρ可用下式计算

 (30)

式中  pa——大气压力，Pa；

R—气体常数，对空气R=287.1N·m/kg·K;

　　t—空气温度，℃；

x—相对湿度；

pn—饱和蒸气压力，Pa。

当空气的温度t=0～30℃时，可按干空气(x=0)计算实际空气的密度，而由此产生的最大相对误差仅为0.2％～1.6％。故也可按下式近似计算出空气的密度

 (31)

式中 T—所测风流的干温度,K。

用水银气压计或金属盒式气压计测量风流中的大气压力pa，用通风式干湿温度计测定风流的干温度和湿温度，也可用普通水银温度计测量。