通風(fēng)管道風(fēng)壓、風(fēng)速、風(fēng)量的測定方法
2022-04-30 12:12:30 來源： 評論：0 點擊：
在通風(fēng)除塵工程中，需要對系統(tǒng)中風(fēng)壓風(fēng)速及風(fēng)量進(jìn)行測定調(diào)整，使系統(tǒng)能在正常運行工況下工作。測量風(fēng)壓、風(fēng)速及風(fēng)量的方法有許多種，現(xiàn)
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在通風(fēng)除塵工程中，需要對系統(tǒng)中風(fēng)壓風(fēng)速及風(fēng)量進(jìn)行測定調(diào)整，使系統(tǒng)能在正常運行工況下工作。測量風(fēng)壓、風(fēng)速及風(fēng)量的方法有許多種，現(xiàn)場測定一般采用托測壓管和微壓計或U型管來進(jìn)行測量。下面來具體介紹一下通風(fēng)管道風(fēng)壓、風(fēng)速、風(fēng)量的測定方法。
通風(fēng)管道
一、測定位置和測定點
(一)測定位置的選擇
通風(fēng)管道內(nèi)風(fēng)速及風(fēng)量的測定，是通過測量壓力換算得到。測得管道中氣體的真實壓力值，除了正確使用測壓儀器外，合理選擇測量斷面、減少氣流擾動對測量結(jié)果的影響很大。測量斷面應(yīng)盡量選擇在氣流平穩(wěn)的直管段上。測量斷面設(shè)在彎頭、三通等異形部件前面(相對氣流流動方向)時，距這些部件的距離應(yīng)大于2倍管道直徑。當(dāng)測量斷面設(shè)在上述部件后面時，距這些部件的距離應(yīng)大于4～5倍管道直徑。當(dāng)測試現(xiàn)場難于滿足要求時，為減少誤差可適當(dāng)增加測點。但是，測量斷面位置距異形部件的最小距離至少是管道直徑的1.5倍。
測定動壓時如發(fā)現(xiàn)任何一個測點出現(xiàn)零值或負(fù)值，表明氣流不穩(wěn)定，該斷面不宜作為測定斷面。如果氣流方向偏出風(fēng)管中心線15°以上，該斷面也不宜作測量斷面(檢查方法：畢托管端部正對氣流方向，慢慢擺動畢托管，使動壓值最大，這時畢托管與風(fēng)管外壁垂線的夾角即為氣流方向與風(fēng)管中心線的偏離角)。
選擇測量斷面，還應(yīng)考慮測定操作的方便和安全。
(二)測試孔和測定點
由于速度分布的不均勻性，壓力分布也是不均勻的。因此，必須在同一斷面上多點測量，然后求出該斷面的平均值。
1圓形風(fēng)道
在同一斷面設(shè)置兩個彼此垂直的測孔，并將管道斷面分成一定數(shù)量的等面積同心環(huán)，對于圓形風(fēng)道，測點越多，測量精度越高。
2矩形風(fēng)道
可將風(fēng)道斷面劃分為若干等面積的小矩形，測點布置在每個小矩形的中心，小矩形每邊的長度為200mm左右，圓風(fēng)管測點與管壁距離系數(shù)(以管徑為基數(shù))。
通風(fēng)管道
二、風(fēng)道內(nèi)壓力的測定
(一)原理
測量風(fēng)道中氣體的壓力應(yīng)在氣流比較平穩(wěn)的管段進(jìn)行。測試中需測定氣體的靜壓、動壓和全壓。測氣體全壓的孔口應(yīng)迎著風(fēng)道中氣流的方向，測靜壓的孔口應(yīng)垂直于氣流的方向。用U形壓力計測全壓和靜壓時，另一端應(yīng)與大氣相通(用傾斜微壓計在正壓管段測壓時，管的一端應(yīng)與大氣相通，在負(fù)壓管段測壓時，容器開口端應(yīng)與大氣相通)。因此壓力計上讀出的壓力，實際上是風(fēng)道內(nèi)氣體壓力與大氣壓力之間的壓差(即氣體相對壓力)。大氣壓力一般用大氣壓力表測定。由于全壓等于動壓與靜壓的代數(shù)和，可只測其中兩個值，另一值通過計算求得。
(二)測定儀器
氣體壓力(靜壓、動壓和全壓)的測量通常是用插入風(fēng)道中的測壓管將壓力信號取出，在與之連接的壓力計上讀出，常用的儀器有畢托管和壓力計。
1 畢托管
(1)標(biāo)準(zhǔn)畢托管
它是一個彎成90°的雙層同心圓管，其開口端同內(nèi)管相通，用來測定全壓;在靠近管頭的外壁上開有一圈小孔，用來測定靜壓，按標(biāo)準(zhǔn)尺寸加工的畢托管校正系數(shù)近似等于1。標(biāo)準(zhǔn)畢托管測孔很小，易被風(fēng)道內(nèi)粉塵堵塞，因此這種畢托管只適用于比較清潔的管道中測定。
(2)S型畢托管
它是由兩根相同的金屬管并聯(lián)組成，測量時有方向相反的兩個開口，測定時，面向氣流的開口測得的相當(dāng)于全壓，背向氣流的開口測得的相當(dāng)于靜壓。由于測頭對氣流的影響，測得的壓力與實際值有較大誤差，特別是靜壓。因此，S型畢托管在使用前須用標(biāo)準(zhǔn)畢托管進(jìn)行校正，S型畢托管的動壓校正系數(shù)一般在0.82～0.85之間。S型畢托管測孔較大，不易被風(fēng)道內(nèi)粉塵堵塞，這種畢托管在含塵污染源監(jiān)測中得到廣泛應(yīng)用。
2.壓力計
(1)U形壓力計
由U形玻璃管制成，其中測壓液體視被測壓力范圍選用水、酒精或汞，U形壓力計不適于測量微小壓力。壓力值由液柱高差讀得換算，p值按下式計算：
p=ρgh (Pa) (2.8-1)
式中p—壓力，Pa;
h—液柱差，mm;
ρ—液體密度，g/cm3;
g—重力加速度，m/s2。
(2)傾斜式微壓計
測壓時，將微壓計容器開口與測定系統(tǒng)中壓力較高的一端相連，斜管與系統(tǒng)中壓力較低的一端相連，作用于兩個液面上的壓力差，使液柱沿斜管上升，壓力p按下式計算：
p=K·L(Pa)(2.8-2)
式中L—斜管內(nèi)液柱長度，mm;
K—斜管系數(shù)，由儀器斜角刻度讀得。
測壓液體密度，常用密度為0.1g/cm3的乙醇。當(dāng)采用其他密度的液體時，需進(jìn)行密度修正。
(三)測定方法
1.試前，將儀器調(diào)整水平，檢查液柱有無氣泡，并將液面調(diào)至零點，然后根據(jù)測定內(nèi)容用橡皮管將測壓管與壓力計連接。畢托管與U形壓力計測量煙氣全壓、靜壓、動壓的連接方法。
2測壓時，畢托管的管嘴要對準(zhǔn)氣流流動方向，其偏差不大于5°，每次測定反復(fù)三次，取平均值。
通風(fēng)管道
三、管道內(nèi)風(fēng)速測定
常用的測定管道內(nèi)風(fēng)速的方法分為間接式和直讀式兩類。
(一)間接式
先測得管內(nèi)某點動壓pd，可以計算出該點的流速v。用各點測得的動壓取均方根，可以計算出該截面的平均流速vp。
式中pd—動壓值，pdi斷面上各測點動壓值，Pa;
vp—平均流速是斷面上各測點流速的平均值。
此法雖較繁瑣，由于精度高，在通風(fēng)系統(tǒng)測試中得到廣泛應(yīng)用。
(二)直讀式
常用的直讀式測速儀是熱球式熱電風(fēng)速儀，這種儀器的傳感器是一球形測頭，其中為鎳鉻絲彈簧圈，用低熔點的玻璃將其包成球狀。彈簧圈內(nèi)有一對鎳鉻—康銅熱電偶，用以測量球體的溫升程度。測頭用電加熱。由于測頭的加熱量集中在球部，只需較小的加熱電流(約30mA)就能達(dá)到要求的溫升。測頭的溫升會受到周圍空氣流速的影響，根據(jù)溫升的大小，即可測出氣流的速度。
儀器的測量部分采用電子放大線路和運算放大器，并用數(shù)字顯示測量結(jié)果。測量的范圍為0.05～19.0m/s(必要時可擴大至40m/s)。
儀器中還設(shè)有P-N結(jié)溫度測頭，可以在測量風(fēng)速的同時，測定氣流的溫度。這種儀器適用于氣流穩(wěn)定輸送清潔空氣，流速小于4m/s的場合。
四、風(fēng)道內(nèi)流量的計算
平均風(fēng)速確定以后，可按下式計算管道內(nèi)的風(fēng)量
L=vp·F (m3/s) (2.8-5)
式中F—管道斷面積，m2。
氣體在管道內(nèi)的流速、流量與大氣壓力、氣流溫度有關(guān)。當(dāng)管道內(nèi)輸送氣體不是常溫時，應(yīng)同時給出氣流溫度和大氣壓力。
通風(fēng)管道
五、局部排風(fēng)罩口風(fēng)速風(fēng)量的測定
(一)罩口風(fēng)速測定
罩口風(fēng)速測定一般用勻速移動法、定點測定法。
1、勻速移動法
(1)測定儀器：葉輪式風(fēng)速儀。
(2)測定方法：對于罩口面積小于0.3m2的排風(fēng)罩口，可將風(fēng)速儀沿整個罩口斷面路線慢慢地勻速移動，移動時風(fēng)速儀不得離開測定平面，此時測得的結(jié)果是罩口平均風(fēng)速。此法進(jìn)行三次，取其平均值。
2、定點測定法
(1)測定儀器：標(biāo)定有效期內(nèi)的熱球式熱電風(fēng)速儀。
(2)測定方法：對于矩形排風(fēng)罩，按罩口斷面的大小，把它分成若干個面積相等的小塊，在每個小塊的中心處測量其氣流速度。斷面積大于0.3m2的罩口，可分成9～12個小塊測量，每個小塊的面積<0.06m2，見圖2.8-11(a);斷面積≤0.3m2的罩口，可取6個測點測量，對于條縫形排風(fēng)罩，在其高度方向至少應(yīng)有兩個測點，沿條縫長度方向根據(jù)其長度可以分別取若干個測點，測點間距≤200mm，排風(fēng)罩罩口平均風(fēng)速按算術(shù)平均值計算。
(二)風(fēng)量測定
動壓法測量排風(fēng)罩的風(fēng)量
按式(2.8-4)計算出斷面上各測點流速的平均值vp，則排風(fēng)罩的排風(fēng)量為：
L=vp·F (m3/s) (2.8-6)
式中vp—平均風(fēng)速，m/s;
F—管道斷面積，m2。
靜壓法測量排風(fēng)罩的風(fēng)量
在現(xiàn)場測定時，各管件之間的距離很短，不易找到比較穩(wěn)定的測定斷面，用動壓法測量流量有一定困難。在這種情況下，通過測量靜壓求得排風(fēng)罩的風(fēng)量。局部排風(fēng)罩壓力損失：
式中pog—罩口斷面的全壓，Pa;
poq—1—1斷面的全壓，Pa;
p`j—1—1斷面的靜壓，Pa;
poq—1—1斷面的動壓，Pa;
ζ—局部排風(fēng)罩的局部阻力系數(shù);
v1—斷面1—1的平均流速，m/s;
ρ1—空氣的密度，kg/m3。
通過公式可以看出，只要已知排風(fēng)罩的流量系數(shù)及管口處的靜壓，即可測出排風(fēng)罩的流量。
各種排風(fēng)罩的流量系數(shù)可用實驗方法求得，從公式(2.8-8)可以看出：
μ值可以從有關(guān)資料查得。由于實際的排風(fēng)罩和資料上給出的不可能完全相同，按資料上的μ值計算排風(fēng)量會有一定的誤差。
在一個有多個排風(fēng)點的排風(fēng)系統(tǒng)中，可先測出排風(fēng)罩的μ值，然后按公式(2.8-10)算出各排風(fēng)罩要求的靜壓，通過調(diào)整靜壓調(diào)整各排風(fēng)罩的排風(fēng)量，工作量可以大大減小。上述原理也適用于送風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)量的調(diào)節(jié)。如均勻送風(fēng)管上要保持各孔口的送風(fēng)量相等，只需調(diào)整出口處的靜壓，使其保持相等。
通風(fēng)管道
總之，通風(fēng)管道具有消聲、保溫、防火、防潮、漏風(fēng)量小、性能穩(wěn)定、經(jīng)濟適用等優(yōu)點，在不同的場所，根據(jù)不同的要求，通風(fēng)管道均會有其用之處。它材質(zhì)輕，搬運吊掛容易，現(xiàn)場修改方便、易施工，組裝便捷，需密封的連接點少，節(jié)省安裝空間，熱效高，操作安靜，工作壽命長，性能價格比最優(yōu)，綜合造價低。加強對通風(fēng)管道風(fēng)壓、風(fēng)速、風(fēng)量的測定知識了解，使我們更好的去適應(yīng)市場、把握市場。
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