通风安全学实验报告

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1、实验一通风阻力测定一、实验目的1. 学习测算通风阻力及摩擦阻力系数的方法，加深对矿井通风阻力的理解。2. 掌握测定通风阻力、求算风阻、等积孔和绘制风阻特性曲线的方法。3. 掌握在通风管道中测算摩擦阻力系数的方法。二、实验原理原理：根据能量方程可知，当管道水平放置时，两测点之间管道断面相等，没有局部阻力，且空气密度近似相等时，则两点之间的摩擦阻力就是通风阻力，它等于两点之间的绝对静压差（2121pphh阻摩） 。根据第三章内容可知，管道的摩擦阻力可用下式计算：，摩2 3Q SLUh Pa 风阻为2QhR摩，82m/Ns等积孔为RA19.1, 2m摩擦阻力系数为，摩 测23ULQSh2Ns/m4

2、换算为标准状态的标为，测测 标2 .12Ns/m4 矿井空气的密度为0.3780.003484(1)satPP TP测断面平均风速为122/() /vvvnvhhhn均管道风量为smSvQ/3，均三、实验仪器和设备干湿球温度计、空盒气压计、通风管道、皮托管、单管倾斜压差计。四、实验内容及步骤1. 依据空盒气压计和干湿温度计的测定结果计算空气的密度。2. 测定风道的断面平均风速；测点布置：为了准确测得断面风速分布，必需合理的布置动压测点。 通常是将圆断面分成若干等面积环，并在各等面积的面积平分线上布置测点， 如图 1 所示为三等面积环的测点布置。 如速度场纵横对称，也可以只在纵向（或横向）上布置

3、测点。图 1 测点布置分布图3. 将 U型压差计和皮托管用胶皮管按连接，检查无误后开机测定。4. 当水柱计稳定时，同时读取h阻 1-2记入实验报告书中。5. 用皮尺量出测点1、2 之间的距离，根据管道直径，计算出管道面积和周长，记入实验报告书中。6. 根据上述数据计算风阻、等积孔、摩擦阻力系数，记入实验报告书中。五、实验数据记录本实验共测了 4 组数据，同学们有选择性的抄其中一组即可，第 1 组数据：表 1 空气参数记录表原始大气压P0(hPa) 干球温度( ) 湿球温度() 温度修正值示度修正值补充修正值大气压修正值P(hPa) 空气密度(kg/m3) 928 156 5.8 0.312 0

4、.618 002 925.03 1.1087 表 2 管道参数与压差计读数记录表测量次数21阻h(Pa) 测点间距离（m）周长（ m）断面（ m2）空气密度（ Kg/m3）1 5.39 1.8 0.944 0.0552 1.1087 2 3.69 3 2.89 平均3.99 表 3 平均风速测量参数表测点编 号1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 动压值i vh/Pa 13.69 13.71 13.63 13.67 13.61 13.22 13.15 13.20 13.31 13.24 13.36 13.76 平均动 压/Pa 13.46 平均风 速（m/s）24.28 表 4

5、 管道摩擦风阻与摩擦阻力计算结果表平均风速（m/s）风量（ m3/s）管道风阻值（82m/Ns）等积孔（ m2）摩擦阻力系数（2Ns/m4）摩擦阻力系数标准值（2Ns/m4）24.28 1.34 2.22 0.798218865 0.00022 0.000238 第二组数据：表 1 空气参数记录表原始大气压P0(hPa) 干球温度( ) 湿球温度() 温度修正值示度修正值补充修正值大气压修正值P(hPa) 空气密度(kg/m3) 928 156 5.8 0.312 0.618 002 925.03 1.1087 表 2 管道参数与压差计读数记录表测量次数21阻h(Pa) 测点间距离（m）周长（

6、 m）断面（ m2）空气密度（ Kg/m3）1 4.88 1.8 0.944 0.0552 1.1087 2 3.18 3 2.38 平均3.48 表 3 平均风速测量参数表测点编 号1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 动压值i vh/Pa 13.08 13.10 13.02 13.06 13.00 12.61 12.54 12.59 12.70 12.63 12.75 13.15 平均动 压/Pa 12.85 平均风速（m/s）23.19 表 4 管道摩擦风阻与摩擦阻力计算结果表平均风速（m/s）风量（ m3/s）管道风阻值（82m/Ns）等积孔（ m2）摩擦阻力系数（2N

7、s/m4）摩擦阻力系数标准值（2Ns/m4）23.19 1.28 2.12 0.817003056 0.00021 0.000227 第三组数据：表 1 空气参数记录表原始大气压P0(hPa) 干球温度( ) 湿球温度() 温度修正值示度修正值补充修正值大气压修正值P(hPa) 空气密度(kg/m3) 928 156 5.8 0.312 0.618 002 925.03 1.1087 表 2 管道参数与压差计读数记录表测量次数21阻h(Pa) 测点间距离（m）周长（ m）断面（ m2）空气密度（ Kg/m3）1 22.31 1.8 0.944 0.0552 1.1087 2 20.61 3 1

8、9.81 平均20.91 表 3 平均风速测量参数表测点编 号1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 动压值ivh/Pa 30.36 30.38 30.30 30.34 30.28 29.89 29.82 29.87 29.98 29.91 30.03 30.43 平均动 压/Pa 30.13 平均风 速 （m/s）54.35 表 4 管道摩擦风阻与摩擦阻力计算结果表平均风速（m/s）风量（ m3/s）管道风阻值（82m/Ns）等积孔（ m2）摩擦阻力系数（2Ns/m4）摩擦阻力系数标准值（2Ns/m4）54.35 3 2.32 0.780673451 0.00023 0.000

9、249 第四组数据：表 1 空气参数记录表原始大气压P0(hPa) 干球温度( ) 湿球温度() 温度修正值示度修正值补充修正值大气压修正值P(hPa) 空气密度(kg/m3) 928 156 5.8 0.312 0.618 002 925.03 1.1087 表 2 管道参数与压差计读数记录表测量次数21阻h(Pa) 测点间距离（ m）周长（ m）断面（ m2）空气密度（ Kg/m3）1 15.92 1.8 0.944 0.0552 1.1087 2 14.22 3 13.42 平均14.52 表 3 平均风速测量参数表测点编 号1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 动压值i

10、vh/Pa 25.34 25.36 25.28 25.32 25.26 24.87 24.80 24.85 24.96 24.89 25.01 25.41 平均动 压/Pa 25.11 平均风 速 （m/s）45.29 表 4 管道摩擦风阻与摩擦阻力计算结果表平均风速（m/s）风量（ m3/s）管道风阻值（82m/Ns）等积孔（ m2）摩擦阻力系数（2Ns/m4）摩擦阻力系数标准值（2Ns/m4）45.29 2.5 2.32 0.780673451 0.00023 0.000249 实验二 扇风机特性测定一、实验目的1. 掌握扇风机特性测定方法。2. 通过测定加深理解扇风机风量和风压、功率与效

11、率的关系。二、实验设备与仪表5.5KW轴流式风机、风筒、调节闸门、皮托管、U形压差计、单管压差计、电度表 ( 或功率表、或电压表、电流表与功率因数表)、秒表、空盒气压计、湿度计、胶皮管、酒精、皮尺、转速计（本实验不测风机转速）。三、实验方法和计算实验按图 1 所示布置，用调节闸门由全开到全闭调节风机工况79 点，测定每一工况时的风量、 风压和电动机功率， 经过计算，绘制该扇风机的特性曲线。图 1 风机特性布置图（1）风量测定在扇风机入风侧断面I 处用单管压差计测得相对静压his后按下式计算风量Q ：ISVQImm3/s （1）IsIvKhhV22 Imm/s （2）式中：ImVI 断面的平均风

12、速， m/s；ISI 断面的面积， m2；测定时的空气密度， kg/m3；K 集流器系数，IsIv hhK，经标定，本实验所用集流器系数为0.95 Ish I 断面的相对静压， Pa。（2）扇风机风压测定因ovRovsthhHHH今IvIIvovovhhhH所以rshH又因 I II 断面风筒很短，其阻力可略去，故)1(KhhhIsIIsRIsIIsthhH式中：tH 扇风机的全风压， Pa；sH 扇风机的静风压， Pa；Rh扇风机所克服的通风阻力，Pa；ovH，IIvh，Ivh 扇风机出口，风筒I 断面、 II 断面的平均动压，Pa；Ish ，IIshI 、II 断面的相对静压， Pa。由上

13、式可知，只要测得I 、II 断面的相对静压（Ish ，IIsh）即可算出扇风机的风压tH 和静压sH 。（3）电动机功率测定本实验采用三相功率表读出其表指针偏转格数n 后， 用下式计算电动机输入功率 N电。N电0.04n （4）扇风机效率计算扇风机全压效率电电1001000NQHt扇风机静压效率电1001000NQHs s（5）空气密度测定用空盒气压计测大气压，用湿度计测湿度，计算空气密度。（6）测点断面积测算（7）绘制扇风机特性曲线以风量为横坐标，扇风机的静压、功率、效率为纵坐标，分别绘制Q Hs、QN电、Q s的关系曲线。注：1. 转速测定可参阅教材的有关部分；3. 压力读数为 mmH2O

14、 ，应换算为 Pa带入公式计算。实验数据及处理先将表格填好后，在坐标纸上绘出下图，通风机性能的画法不能照抄下图，要参考课本上的性能图画（如风压曲线在下，功率和效率曲线在上）。断面积 S=0.0552m2，大气参数 P=92509Pa，干温 15.6，湿温5.8空气密度： =1.1087kg/m3工况调节风流参数风机参数电机参数hv1 (Pa)hv2 (Pa) hv3 (Pa) hv4 (Pa) hv5 (Pa) h均(Pa)平均风速 (m/s)平均风量 (m3/s) 风流静压 (Pa)风机静压 (Pa)电流(A) 电压(V) 功率因数Nm (Kw)N (Kw) (%)1 12013014013

15、0125129 201.1 1070119911.93800.967.51 1.32 17.58 2 180175180165170174 231.3 995117010.93800.966.88 1.52 22.11 3 250230230220210228 271.49 85010809.93800.966.25 1.61 25.76 4 270275280290275278 301.65 72010007.73800.964.86 1.65 33.95 5 320300310320305311 31.71.75 6409507.13800.964.48 1.66 37.10 6 4004

16、20430410390410 362 46087093800.965.68 1.74 30.63 7 450470500510490484 402.2 34082013.53800.968.52 1.80 21.17 参考图 ：实验三 矿内空气中瓦斯浓度的测定及瓦斯爆炸演示一、实验目的1. 学习并掌握光学瓦斯检定器的构造，原理和使用方法。2. 掌握瓦斯爆炸的必要条件。二、试验原理当瓦斯室内的瓦斯浓度一定时，我们可以看到一组干涉条纹： 如果改变瓦斯室里的瓦斯浓度，折射率发生改变，因此光程也就发生改变， 这样通过空气和瓦斯室的两列光波就发生了新的光程差，干涉条纹发生移动， 报据移动量的大小便可确定瓦斯浓度。煤矿井下普遍使用AQG-1型光干涉式瓦斯检定器测CH4和 CO2的浓度，它的工作原理如下图1 所示图 1 检定器的光学系统1.光源； 2.透镜； 3.平行平面镜；4. 气室； 5.大三棱镜； 6.三棱镜； 7.望远镜观察系统；8.物镜； 9.测微玻璃； 10