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1、矿井通风与安全课程实验指导书安 全 工 程 教 研 室实验一 空气中有害气体浓度测定一、实验目的 学习并掌握检定管法测空气中有害气体浓度的原理和方法。二、实验仪器 1、检定管 检定管为装有某种检测用试剂的玻璃管，待测气体通过检定管时与该试剂发生化学反 应，并呈现一定的颜色或变色长度，从而测出该气体的浓度。根据变色深浅测定浓度的叫比色法检定管。根据变色长短测定浓度的叫比长法检定管。煤矿常用的有CO、CO2、H2S和SO2检定管。本次实验只用比长法检定管测CO或H2S浓度。 （1）比长法CO检定管 比长法CO检定管（图1-1）内装有发烟硫酸及硅胶做载体吸收I2O5的指示剂，当CO与I2O5接触时，
2、发生如下的反应：H2SO4 I205 + 5CO - 5CO2 + I2 碘与SO3作用成棕色化合物，它的长度与通过检定管得空气中CO浓度成正比。根据棕色化合物的长度由检定管的刻度上可以直接读出CO浓度。 1 2 3 4 5 6图1-1比长式CO检定管1堵塞物2活性碳3硅胶4消除剂5玻璃粉6指示剂（2）比长法H2S检定管 管内装有以陶瓷做载体吸附醋酸铅和氯化钡的白色指示剂。它与H2S发生下列化学反应： Pb(CH3COO)2(白色)+ H2S PbS(黑色) + 2CH3COOH 加入氯化钡可生成一部分Pb2CI2S以增加色柱长度，提高测定精度。 2、取样唧筒 唧筒用采取被测气体试样并将AQY
3、-50型CO检定器唧筒。它由唧筒活塞4、吸气口1、排气口2和三通开关组成，活塞杆上有0-50毫升的刻度，可以控制取样数量和送气速度。三通开关用以控制气流方向，当开关把手与吸气口平行时，唧筒与吸气口连通，它与排气口平行时，则连通排气口。位于两者之间时（450），各路都不通。图1-2 抽气唧筒1-；-气体入口；2-检定管插孔；3-三通阀阀把；4-活塞柱；5-比色板；6-温度计三、实验方法和步骤 1、在测定地点将开关把手置于吸气位置，并将唧筒往复推压2-3次，以清洗唧筒，然后将活塞杆拉出，气体试样就被抽吸在唧筒内了。再将开关把手置于（450）封闭位置。 2、将检定管两端用小锉刀切断，把进气端插入唧筒
4、的排气口上，再将开关把手置于排气口位置，按照检定管的使用说明书对送气量和送气时间的要求，使气样流过检定管CO与指示胶起反应，产生棕色环。 3、读数，由变色环上端指示的数字直接从检定管上读出CO浓度（PPM）。如果气样中CO含量超过检定管测量上限，可减少通气量，如通气量为V mmL，则： 测定结果=检定管（100V）（式中100指要求送气量为100mmL检定管）如果气样中CO含量低于检定管测量下限，可增加通气次数，如果通气次数为N，则： 测定结果=检定管读数N实验二 大气压、空气湿度和空气密度测定一、试验目的 掌握测定大气压（P）和空气湿度的常用仪表的构造、原理和使用方法，计算空气密度。二、试验
5、仪表： 1. 大气压测定常用的仪表有水银气压计和空盒气压计。（1） 水银气压计常用的水银气压计有动槽式和定槽式两种。动槽式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（毫米汞柱或毫巴）。测定时，转动底部调节螺丝4，使槽内水银液面正好与象牙指针2触及，然后转动螺丝6，使游标1的下切口与水银顶面相切，由刻度尺7和游标1读出大气压的读值（P读），因为刻度是金属的，热胀冷缩，所以要进行读值的温度校正，由温度计8读出测定的温度，从表21查出温度校正值P温，则实际的大气压：P0=P读+P温定槽式水银气压计的下部水
6、银槽是固定不动的，除不必调节槽内液面高低外，其余使用方法同上。表2-1 黄铜刻度尺换算到0时的温度校正值温度大气压计数值（P读）mmHg74075076077078010-1.21-1.22-1.24-1.26-1.2715-1.81-1.83-1.86-1.89-1.9120-2.41-2.44-2.48-2.51-2.5425-3.01-3.05-3.09-3.13-3.1730-3.61-3.66-3.71-3.75-3.80（2） 空盒气压计如图2-1所示，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
7、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，读值应根据仪器所附检定证进行刻度和温度的补充校正。例如，某空盒气压计读值为770mmHg，查取它的刻度校正值为-0.1 mmHg，温度校正为-0.03（mmHg /15）=-0.45 mmHg，补充校正为+0.6 mmHg，则实际大气压为770-0.1-0.45+0.6=770.05 mmHg。 1-金属盒；2-弹簧；3-指针图2-1 空盒气压计2.空气相对湿度测定如图2-2风扇湿度计，它们都由两支
8、水银温度计组成，其中，一支为干温度计（又叫干球），另一支的水银球上包着纱布，叫湿温度计（又叫湿球）。测定前将湿球上的纱布用清水润湿。用风扇湿度计测定时，用小风扇罩上的锁匙将发条上紧，风扇转动，使空气以一定速度（1.73.0m/s）流经干、湿温度计的水银球周围，12分钟，两支温度计示数稳定即可读取。三、实验内容1、分别用水银气压机和空盒气压计测大气压。2、风扇湿度计测空气的相对湿度，计算绝对湿度。 图2-2 风扇湿度计3、以水银气压计和风扇湿度计的测定结果计算空气的密度。实验三 微气候状态测定一、 实验目的掌握用卡它计测微气候状态的原理和方法。二、 实验仪器卡它计、热水瓶、秒表、温度计、风速计卡
9、它计（图3-1）是一种模拟人体表面在空气中的温度、湿度和流动速度三种因素综合作用下散热情况的仪器。它下端的圆形贮液器长约40mm，直径16mm，表面积约为22.6cm2，内贮酒精。仪器中部刻有38和35两个刻度，其平均值为36.5，恰好相当于人体温度。卡它计有干卡它计和湿卡它计两种，前者只能测出对流和辐射形式的散热效果，湿卡它计的贮液器用纱布包起来，能测出对流、辐射和蒸发的综合散热效果。三、 实验内容和方法图3-1 卡它计用干、湿卡它计分别测定室内的干、湿卡它度各二次，取其平均值，并测出这时的空气温度、湿度和速度。评述在该微气候状态下的自我感觉。卡它度的测定：取干、湿卡它计各一支，记下各自的卡
10、它常数F，将卡它计下部贮液器置于热水瓶中，使酒精液柱水气泡完全排出。酒精液面上升到上端园柱形空间内的1/21/3处取出，若为干卡它计，则用布将仪器檫干，如为湿卡它计则将下端贮液器纱布内过多的水分拧掉，将仪器置于测定地点，手持秒表，记录酒精液面由38下降到35的时间t（秒），按下式求出卡它度： W/（Sm2）式中：H干或湿卡它度；F卡它常数，其数值为温度从38降至35时每平方厘米贮液器表面所散失的热量，W/m2；t酒精液面由38降至35所经过的时间，秒。实验四、 风流点风压和点风速测定一、 实验目的1 熟悉风压测定仪表的构造和使用方法；2 掌握测定点风压和点风流的方法；3 通过实验更好地理解压人
11、式通风和抽出式通风时风流任一点的全压、静压和动压的相互关系，以及风流某一断面上的风速分布；二、 实验设备和仪表扇风机管网系统，皮脱管，U型压差计，单管压差计，空盒气压计，胶皮管。1、 扇风机管网系统如图4-1所示。图4-1 扇风机和管网系统图4-2 皮托管2、 皮托管如图4-2所示，它是传递风流压力的仪器，由内外两根细金属管组成，内管前端中心有孔与标有“+”号的管脚相同。外管前端封闭，在其管壁开有46个小孔与标有“-”号的管脚相同，测定时使管嘴与风流平行，中心孔正对风流传递测点风流的绝对全压（绝对静压与动压之和），而管壁上的小孔则只传递测点的绝对静压。图4-3 U型压差计3、 U型压差计如图4
12、-3，有一根弯成U型的玻璃管1（其中装如蒸馏水或酒精），刻度尺2和支撑板组成，测定时，用胶皮管将风流压力接引（传递）到玻璃管内，垂直U型管的两液面差乘以工作液（U形管内所装液体）的比重，即为测定的压差h（mmH2O），如为倾斜U形压差计，它的压差为：HLsin mmH2O式中：LU形管内的液面高差（mm）；U形管的倾角（）；工作液比重。4、 单管压差计 单管压差计工作原理如图4-4所示。它是由一个具有大断面的容器A（面积为F1）与一个小断面的倾斜管B（面积为F2）互相连通，并在其中装有适量酒精的仪器。若在P1与P2压差作用下，具有倾斜度的管子B内的液体在垂直方向升高了一个高度Z1，而A容器内的
13、液面下降了Z2，这时仪器内液面的高差为：Z=Z1+Z2由于A容器液体下降的体积与B管液体上升的体积相等，即： Z2F1=LF2则 Z2=LF2/F1并且 Z1=Lsin把Z1与Z2代入上式，得： Z=Z1+Z2=L（sin+F2/F1）故用此压差计测得P1与P2之压差h为： h=Z=L(sin+F2/F1)式中： 酒精的比重；令： K=(sin+F2/F1)则： h=KL mmH2O式中： K仪器的校正系数； L倾斜管上的读数，mm。 图4-5 Y-61型倾斜微压计图4-5a，是Y-61型倾斜微压计的结构图，在三角形的底座1上装设容器2与带刻度的玻璃3，并用胶皮管4将其连通。容器2的顶盖上有注
14、液孔螺丝5，三通旋塞6及调零螺丝7，仪器的底座上有水准泡8和调平螺丝9。玻璃管3的倾角可借弧形板10与销钉来调节。为了读数准确，玻璃管3上装有活动游标11。零位调整螺丝下部是一个浸入液体的圆拄体，若转动螺丝就可改变圆柱体浸入液体的深度。三通旋塞如图4-5b所示，当反时针方向转动其旋钮至极限位置（图4-5b左）时玻璃管3借胶皮管12与容器2连通，并经三通旋塞孔与大气相通，而标有“+”、“-”两管接头则被隔断，此时为调整零位位置，当顺时针方向转动其旋钮至极限位置（图4-5b右）时，管接头“+”端与容器2相通，标有“-”管接头借胶皮管12通向玻璃管液面，此时三通旋塞孔与大气的通路则被隔断，此即为测压位置。 仪器的使用（1） 注入酒精，将调整螺丝7置于中间位置，拧开注液孔螺丝5，把配置好的酒精（比重0.81）漫漫注入容器
