通风管道风流点压力和风速的测定

通风管道风流点压力和风速的测定 在通风管道流动的风流点压力，就其形成的特征来说，可以分为静压、动压和全压，根据压力计算的两种计算准则，静压又可分为绝对静压与相对静压，同样的，全压也可以分为绝对和相对全压，我们利用皮托管配合压差计来测定管道中任意一点的相对静压、动压及相对全压。 一、实验目的: 1、学习皮托管、倾斜式微压计，,型管压差计等仪器的基本构造、工作原理和使用方 法。 2、学习用皮托管、,型管压差计测定通风管道中的点压力。 3、学习用皮托管、,型管压差计测定通风管道中某断面的平均风速并计算风量。 4、学习用皮托管、,型管压差计测定通风管道中某点空气的静压、动压和全压的方法。 5、学习用皮托管、,型管压差计测定通风管道中某点平均风速、最大风速和速度场系 数K的方法，并计算风量。 二、实验仪器: 通风管道，皮托管(L型，S型)，,型管压差计，倾斜式微压计。 三、实验内容及步骤: 1、 管道中空气点压力的测定 (1)原理 皮托管与压差计布置如附图3-2所示，左图为压入式通风，右图为抽出式通风。皮托管“+”管脚接受该点的绝对全压p，皮托管“-”管脚接受该点的绝对静压p，压差计开全静口端接受同标高的大气压p。所以1、4压差计的读数为该点的相对静压h;2、5压差计0静为该点的动压h;3、6压差计的读数为相对全压h。就相对压力而言，h,hh;,动全全静动压入式通风为“+”，抽出式通风为“-”。通过本实验数据可以验证相对压力之间的关系。 静压的概念:空气分子的热运动产生的分子动能的一部分转化的能够对外做功的机械能叫静压能，当空气分子撞击到器壁上是就有了力的效应，这种单位面积上的力的效应称为静压力，无论空气处于静止或流动状态均存在着静压。静压作用在各个方向，流动着的空气除了静压之外还有动压，动压的作用方向与风向一致，因而只有与风流方向相垂直的面上才能感受动压，动压无绝对和相对之分，静压和动压的共同作用构成了全压的概念，全压的作用方向与动压的作用方向相合。 就绝对压力而言，无论是抽出式通风还是压入式通风，都有:P全=P静+h动; 就相对压力而言，则与通分方式有关，若是抽取式通风，则h全=h静-h动; 若是压入式通风，则h全=h静+h动 根据以上原理，我们建立了如下的实验装置: 附图3—2 皮托管与压差计的布置方法 (2)实验方法和步骤 1)将U型压差计和皮托管用胶皮管连接。先验证压入式通风相对压力之间关系。 2)检查无误后，开动风机。 3)当水柱计稳定时，同时读取h、h、h。 全静动 4)然后用同样的方法同时读取抽出式管道的h、h、h。 全静动 5)将实验数据填写于实验中。 附图3—3 U型压差计 1—U型玻璃管 2—标尺 附图3—4单管倾斜压差计结构 1一底座;2一水准指示器;3一弧形支架;4一加液盖;5一零位调整旋钮;6—三通 阀门柄; 7一游标;8一倾斜测压管;9一调平螺钉;10一大容器;1l一多向阀门 2、测定管道中某断面的平均风速并计算风量 1)原理 ( 风流在管道中流动时，各点的风速并不一致，用皮托管测得的动压，实际上是风流在管道中流动时，皮托管所在测试断面风流某点的动压值，而不是整个断面风流动压的平均值。在实际工作中，由于时间限制，逐点测定并计算平均值是比较困难的。通常只测量断面中心 2hi动大点最大动压值，然后用式计算平均风速。其中K是速度场系数。 v,Ki均,i 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,即为管道通过的风i 量(Q,vS)。 均iii (2)测定方法和步骤 1)测定速度场系数 速度场系数K即为管道断面的平均风速与最大风速之比值。因此，测算速度vvi均i最大 场系数，必须首先计算管道的平均风速。为了保证测值准确性，合理的布置测点是十分重要的。测点一般选择在管道的直线段。 在测点断面上，要布置若干个测点。对于圆形管道，一般将圆断面分成若干个等面积环，并在各等面积环的面积平分线上布置测点。 (a)确定等面积环个数。等面积环个数，一般按管道直径大小来确定，环数越多则精度越高，可按附表选取 附表3—2 管道直径与等面积环个数关系 0.4 0.5 管道直径(m) ,0.3,0.6 等面积环个数(个) 2,3 3,4 4,5 5,6 (b)计算各测点距中心点的距离r。 i 2i1, rr,i02n 式中 r——各测点距中心点的距离，m; i r——管道的半径，m; 0 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值换算成从管道一侧插到测点的深度l 。ii(c)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，将测定结果在实验报告书中。应当强调的是，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。 (d)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，为了节省时间，可采用实验二的测定结果。 (e)计算中心最大风速、平均风速及速度场系数。 2hi最大 v,，m/si最大,i hhh，，？，2动1动2动n v，m/s,i均,ni vi均 K,vi最大 2)计算通过管道的风量 根据管道直径计算管道断面面积S,，按式Q,vS计算管道风量。 均iiii 四、实验数据表格 附表3—3 管道中某点空气相对压力值记录表 测量 压入式通风 抽出式通风 次数 h(Pa) h(Pa) h(Pa) h(Pa) h(Pa) h(Pa) 全静动全静动 1 2 3 平均 附表3—4 管道中某断面动压记录表 管道直径D= 测平均 最大 速度场管道 hhhhh动1动2动3动4动大 量风速风速系数风量(Pa) (Pa) (Pa) (Pa) (Pa) 3次(m/s) (m/s) (K) (m/s) 数 1 2 3 平 均