通風管道風壓、風速、風量測定

　　1.測定位置和點

　　(一)選擇測量位置

　　通風管道通過測量壓力轉換，可以測量內風速和風量。除正確使用壓力測量儀器外，合理選擇測量段，減少氣流擾動對測量結果的影響很大。測量截面應盡量選擇在氣流穩定的直管段上。當測量截面位于彎頭、三通等異形部件前(相對氣流方向)時，與這些部件的距離應大于管道直徑的兩倍。當測量截面設置在上述部件后面時，管道直徑應大于4~5倍。當測試現場難以滿足要求時，可適當增加測點，以減少誤差。但測量截面位置與異形部件的最小距離至少為管道直徑的1.5倍。

　　如果在測量動壓時發現任何測點出現零值或負值，則表明氣流不穩定，則該段不應用作測量段。如果氣流方向偏離風管中心線15°以上部分不應用作測量部分（檢查方法：畢托管端面向氣流方向，緩慢擺動畢托管，使動壓值最大，此時畢托管與風管外壁垂直線的夾角為氣流方向與風管中心線的偏差角）。

　　(2)測試孔和測定點

　　由于速度分布不均勻，壓力分布也不均勻。因此，必須在同一截面上多點測量，然后找出截面的平均值。

　　圓形風道

　　在同一段設置兩個垂直孔，將管道段分成一定數量的同心環。對于圓形風道，測點越多，測量精度越高。

　　矩形風道

　　風管斷面可分為幾個等面積的小矩形，測點布置在每個小矩形的中心，小矩形每側長度為200mm圓風管測點與管壁之間的距離系數(基于管徑)。

　　二、風道內壓力的測定

　　(一)原理

　　氣流相對穩定的管段應測量風道中氣體的壓力。氣體的靜壓、動壓和全壓應在試驗過程中進行測量。測量氣體全壓的孔口應面向風道中氣流的方向，測量靜壓的孔口應垂直于氣流的方向。用U形壓力計測量全壓和靜壓時，另一端應與大氣相連（正壓管段用傾斜微壓計測量壓力時，管道一端應與大氣相連，負壓管段測量壓力時，容器開口端應與大氣相連）。因此，壓力計上讀出的壓力實際上是風管內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。由于全壓等于動壓和靜壓的代數和，只能測量兩個值，另一個值可以通過計算獲得。

　　(二)測量儀器

　　氣壓(靜壓、動壓、全壓)的測量通常是用插入風道的壓力測量管取出壓力信號，讀取與之相連的壓力計。常用的儀器有畢托管和壓力計。

　　(1)標準托管

　　它彎成90°雙層同心圓管的開口端與內管相連，用于測量全壓；管頭外壁附近有一個小孔，用于測量靜壓。根據標準尺寸加工的畢托管校正系數近似等于1。標準畢托管孔很小，容易被風管內的灰塵堵塞。因此，這種畢托管只適用于更干凈的管道。

　　(2)S型畢托管

　　它是由兩根相同的金屬管并聯組成，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于全壓，背向氣流的開口測得的相當于靜壓。由于測量頭對氣流的影響，測量的壓力與實際值有很大的誤差，尤其是靜壓。因此，S型畢托管在使用前必須用標準畢托管進行校正，S型畢托管的動壓校正系數一般在0.82～0.85之間。S類型畢托管測孔較大，不易被風管內的粉塵堵塞，該畢托管廣泛應用于粉塵污染源監測中。

　　2.壓力計

　　(1)U形壓力計

　　由U形玻璃管制成，測壓液根據測壓范圍選擇水、酒精或汞，U壓力計不適用于測量小壓力。壓力值由液柱高差讀取，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，m/s2。

　　(2)傾斜微壓計

　　壓力測量時，微壓計容器的開口連接到測量系統中壓力較高的一端，斜管連接到系統中壓力較低的一端，作用于兩個液位的壓差，使液柱沿斜管上升，壓力p按以下計算：

　　p=K·L(Pa)(2.8－2)

　　式中L—斜管內液柱長度，mm；

　　K—由儀器斜角刻度讀取的斜管系數。

　　測壓液密度為0.1g/cm3.乙醇。使用其其他密度液體時，應修正密度。

　　(三)測定方法

　　1.試驗前，調整儀器水平，檢查液柱是否有氣泡，將液位調整到零，然后根據測量內容用橡膠管將測壓管與壓力計連接。畢托管與U型壓力計測量煙氣全壓、靜壓、動壓的連接方法。

　　2.測壓時，畢托管管嘴應對準氣流方向，偏差不大于5°，每次測定反復三次，取平均值。

　　三、管道內風速測定

　　測量管道內風速的常用方法分為間接式和直讀式。

　　(一)間接式

　　首先測量管內的動壓pd，該點的流速可以計算出來v。用各點測量的動壓取均方根，計算截面平均流速vp。

　　式中pd—動壓值，pdi斷面各測點動壓值，Pa；

　　vp—平均流速是斷面各測點流速的平均值。

　　這種方法雖然繁瑣，但由于精度高，在通風系統測試中得到了廣泛的應用。

　　(二)直讀

　　常用的直讀式測速儀是熱球式熱電風速儀，傳感器是一個球形測頭，包括鎳鉻絲彈簧圈，用低熔點玻璃包裹成球形。彈簧圈內有一對鎳鉻-康銅熱電偶，用于測量球體的溫升。用電加熱測頭。由于測頭的加熱量集中在球部，只需要較小的加熱電流(約30mA)就能達到要求的溫升。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和操作放大器，測量結果用數字顯示。測量范圍為0.05～19.0m/s(必要時可擴展到400m/s)。

　　還設有儀器P－N在測量風速時，可以測量氣流溫度。該儀器適用于氣流穩定輸送清潔空氣，流速小于4m/s的場合。

　　四、風道內流量計算

　　確定平均風速后，管道內的風量可按下式計算

　　L=vp·F (m3/s) (2.8－5)

　　式中F—管道斷面積，m2。

　　氣體在管道中的流量和流量與大氣壓力和氣流溫度有關。當管道中輸送的氣體不是常溫時，應同時給出氣流溫度和大氣壓力。

　　五、測量局部排氣罩風速風量

　　(一)測量蓋口風速

　　罩口風速測定一般采用勻速移動法和定點測定法。

　　1 勻速移動法

　　(1)測量儀:葉輪風速儀。

　　(2)測量方法:蓋口面積小于0.3m2.排氣罩可沿整個罩段路線緩慢均勻移動風速儀。移動時，風速儀不得離開測量平面。此時測量的結果是罩的平均風速。該方法進行三次，取其平均值。

　　2定點測定法

　　(1)測量儀器:在有效期內標定熱球式熱電風速儀。

　　(2)測量方法:對于矩形排氣罩，根據蓋段的大小，將其分成幾個等面積的小塊，并在每個小塊的中心測量其氣流速度。斷面積大于0.3m2.蓋口可分為9~12個小塊，每個小塊的面積為0.06m2，見圖2.8－11(a)；斷面積≤0.3m2.蓋口可測量6個測點。對于條縫排氣罩，其高度方向應至少有兩個測點。根據條縫的長度，可根據條縫的長度取多個測點，測點間距≤200mm，按算術平均值計算排氣罩口的平均風速。<0.06m2，見圖2.8－11(a)；斷面積≤0.3m2的罩口，可取6個測點測量，對于條縫形排風罩，在其高度方向至少應有兩個測點，沿條縫長度方向根據其長度可以分別取若干個測點，測點間距≤200mm，排風罩罩口平均風速按算術平均值計算。

　　(二)風量測定

　　1動壓法測量排氣罩的風量

　　按式(2.8-4)計算斷面各測點流速的平均值vp，排氣罩的排氣量為：

　　L=vp·F (m3/s) (2.8－6)

　　式中vp—平均風速，m/s；

　　F—管道斷面積，m2。

　　靜壓法測量排氣罩的風量

　　在現場測定時，各管件之間的距離很短，不易找到比較穩定的測定斷面，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罩的風量。局部排風罩壓力損失：

　　式中pog—罩口斷面全壓，Pa;

　　poq—1-1斷面全壓，Pa;

　　p`j—斷面靜壓1-1，Pa;

　　poq—斷面動壓1-1，Pa;

　　ζ—局部排氣罩局部阻力系數；

　　v平均流速1-1斷面，m/s；

　　ρ1-空氣密度，kg/m3。

　　通過公式可以看出，只要已知排氣罩的流量系數和管口處的靜壓，就可以測量排氣罩的流量。

　　可通過實驗方法從公式(2)中獲得各種排氣罩的流量系數.8-8)可見：

　　μ值可以從相關數據中找到。由于實際排氣罩與數據不可能完全相同，根據數據μ計算排氣量的值會有一定的誤差。

　　在多個排氣點的排氣系統中，可以先測量排氣罩μ值，然后按公式(2).8-10)計算每個排氣罩所需的靜壓，通過調整靜壓來調整每個排氣罩的排氣量，可以大大降低工作量。上述原理也適用于調節供氣系統的風量。如果每個孔的供氣量相等，只需調整出口的靜壓，以保持相等。

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