风网测试 中常用仪器及使用

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1、风网测试 中常用仪器及使用第一节 常用的测量仪器为了检查通风或气力输送管路中的运转操作状态，校核系统中各个部分的阻 力以及进行必要的调整，常需测定管路中的气流压力，速度以及流量。因此，了 解和正确地使用各种常用测量仪器是十分重要的。一、U 形管液拄 压力计U 形管波柱 压力计又称 U 形压力计，它的结构比较简单 （ 见下图 ） 。U 型 压力计它是用一根固定在底板上的弯成 U 形的玻璃管所构成。二玻璃管的顶端均 开口，玻璃管内装有根据测压范围选取的指示液体，玻璃管内径均匀，通常为 5 毫米 。底板上设有刻度标尺，用于读取玻璃管中指示液所处的位置。为了读数 方便，标尺的零点通常置于中间，分别读取

2、 U 形管二侧 指示液所在的刻度，相 加后即可得到二侧液柱 的高度差。使用时， U 形玻璃管应垂直 放置，两管中指示液体置于刻度零点。若需测 量管道中某点的表压时，只需将 U 形管的 一端用软管与测压点处的测压管相 接，另一端由于与大气相通，所以读取的两侧液柱差 h即为管道内相对于大 气压力的表压值 如指示液为水，测得的高度以毫米计，则所示压力单位即为 常用的毫米水柱，如指示液为其它液体，则tr应根据指示液的p值，由H= p gh 计算。若要测量气流流经一段等直径管道时的压降，只需将 U 形管的二端分别 与 该段管道两端的测压口相连， U 形管两侧 的液拄差即 为两个测压点之间的压 力差。若和

3、毕托管 配合使用，将 U 形管的一端与毕托管 的任一测压口相连，另 一端与大气相通则可分别测得静压和全压值，井可据此 算得气流速度。U 形压力计的测压范围很广，但其误差较大，可达 0 5 毫米水拄左右 用它测量小于 15-20 毫米水拄的压力时往往不够准确。二、单管压力计单管压力计又称杯拄 压力计，结构如下图所示。压力有一盛放指示液的杯 形容器，容器一侧与直长细玻璃管相通。使用时，如测量正压可用 软管将容器 顶端小管与测压口相连如测得的是负压，别使直长玻璃管与测压口相连，另 一端则通大气当容器内的液体表面受到压力时，玻璃管内的液柱上升 ，上升 高度 h 可从玻璃管旁边的刻度板上读出由于容器截面

4、 Al 远远大于玻璃管的 截面 A2 ，故可忽略容器液面下降 h1 的影响，认为玻璃管内指示液的高度 h2 h，即为测压点处的压力P。由于压力计的另一端敞开于大气中，所以测得 的压力为相对于大气压的表压值。单管压力计的特点是只需要读取玻璃管中的 高度，因而使用方便。单管压力计斜管压力计三、斜管压力计斜管压力计又称倾斜微压计。是一种用以测量较小压差，精度较高的测压仪 器，结构如上图所示。其工作原理与单管压力计基本相同。不同的是其柱形破璃 管的角度可以调节，测量正压时，测压点与杯形容器顶端开口连接；测量负压 时，测压点则与斜管 相连另一端通大气。倾斜玻璃管内的液面可由玻璃管旁 的 标尺读出。该压力

5、与液拄长度l之间的关系为P= p gh = p glsin a =1k式中：p 指示液的高度；k 一压力计常数对于既定的指示液，k是 倾斜角 a 的函数。调节玻璃和的倾斜角 a ，可得不同的 k 值，就有不同的测量范围。四、毕托管毕托管是一种感受和传导气流压力的仪器。常用毕托管的结构如下图所示，毕托管它由两根管子套装在一起组成，端部弯成90 O。测压时通过头部A中间 的细管感受气流的全压，由尾部细管 C 引出，在毕托管头部 D 处的外管壁上， 沿圆周均匀地开有48个小孔用以感受静压，由尾部细管B引出。使用时，将尾部的两根细管通过软管接在 U 形压力计或微形压力计的接口 上，即可测得动压值；压力

6、计仅与 B 管道相接则可测得全压力 。需要注意，测 量时毕托管头部管段的方向必须与气流方向平行，如果偏斜角达到10 O时， 测得的结果将有 3 以上的误差。由于测量风速时需将毕托管插入气流，这样将对气流的正常流动产生干扰从 而影响测量精度。根据能量方程转换原理，其影响主要来自两个方面，一方面是 气流流经头部时，局部地区速度增大导致静压下降；另一方面是垂直气流方向的 杆部使 该处气流撞击杆部而 停滞，速度下降而导致静压增加。由于这种影响随 着离头部顶端距离的增加互为消长，因此合理选择毕托管静压感受孔的位置。可 使这两种干扰互相抵消。对于图示的毕托管，在距离顶端约 4 倍于毕托管 直径处开设静压感

7、受孔，即能达到上述要求。毕托管的外形有很多种，如有锥形头、圆形头、椭圆杆、圆形杆等它们的静压孔开设位置各不相同，但原理相同。测量风压时仪器的连接方法前已述及，毕托管和测压计配合 可分别测得静压、全压和动压。测量时的 连接方法如图所示。需要注意的是，毕托管应放置在气流流动达到稳定的地区， 即远离弯头、三通、阀门等管件的直长风管部分，以避免涡流对测量精度所带来 的影响。根据测得的动压值，由H动=1 / 2 p v2则可算得气流的速度值。显然, 这是毕托管头部所在位置的速度。已经知道，流体在管道内流动时，沿截面存在 着速度分布。在同一截面上的速度实际上是不均匀的。为了得到管道内的平均速 度 U ，目

8、前，常用方法是测量管中心的最大流速 Umax ，计算出 Remax =D p Umax / p值，然后由表达式U/Umax与Remax关系的图表查得U/Umax值， 据此即可算得平均速度，乘以截面积则得流量。64gXO864xULJnJ46 S8Reno：=IlUno： p/p468 W50.5O.i j第二节 测试方法在通风和气力输送工程中，阻力、流速、风量是最基本的操作和设计参数。 测量气流流经设备、管道时的压差可以求得阻力。通过动压力则可求得风速并进 而求得风量、这些都与测量压力有关，因而正确掌握压力的测量方法是十分重要 的。1 合适的测试截面为了测定气流流 以作业机、接料器，卸料器、变

9、径管 ，弯管或除尘器的阻 力，测点位置应取在紧靠这些设备的进出口处。但气流流经构件时往往会产生涡 流，影响附近测点的测量精度，因而测点又应离开设备足够距离，且在直长管道 部分。通常，离上游管件的距离应大于 4 5 倍的管道直径，离下游管件的距 离应大于 2 倍管径。如图所示。若风管的直长部分较短，测点则应偏近 气流下 游方向的管件。测点离管件的距离2 合理确定截面上的测点气流在同一管道截面上的速度分布是不相同的，根据已掌握的速度分布规 律，对于直长圆管道可用前述查图的 方法进行计算。若由于 测试目的和条件所 限，可对测量截面的不同点上进行测定，然后求得所测数据的平均值，截面上测 点的位置可按等

10、截面分环法 确定。对于圆截面管道，如图所示，可将其划分成几个等面积的同心圆环，测点则 定于等到分圆环截面的中心线与管直径的交点处。令各点划线相对圆心的距离为 ri （ i 为同心圆环序号 ） ，管道半径为 R ，圆环截面积为 Fi ，则有：由图可知：若以管壁作为基准，测点离管壁的距离 Yi 为：圆形风管测点布置截面上划分的圆环数愈多，测点愈多，所测数据平均后的结果愈接近实际值， 然而也不能大多。通常可参考下表所列值划分圆环数与布点，为使用方便，在表 中测点位置以 y D 列出选用。对于气流速度呈轴对称分布的直长风管，第个 圆环上的测点只需按轴对称 分布选取二点，如管件后直长圆管段较短，截面上气

11、流速度分布不再有轴对称性， 或对于 大直径管道，每个圆环上的测点数可分布在互相垂直的二条直径上，如 图中点 1 、 2 、 3 、 4 。圆环划分数风管直径D （毫米）1000划分环数n3456810圆管测点位置测点序号测点位置也234567891010.250.2960.3230.3420.3560.3670.3750.3820.38820.0670.1740.1940.2260.250.2690.2840.2960.30730.0440.1050.1470.1770.2010.2210.2370.2540.0330.0820.1180.1470.1700.1880.20450.0260.0

12、670.0990.1250.1470.16560.0220.0570.0860.1090.12970.0180.050.0750.09780.0160.0440.06790.0140.039100.0133 准确读取压力计的读数工程实践证明，用 U 形压力计测量压力时即使在稳态操作下一步，由于气 流的瞬息波动， U 形管中的液柱高度 通常会随之作小幅度的上下跳动，致使读 数困难。因此，使用毕托管测量全压力、静压力、动压力只用一个 U 形管势必 无法测得在同一瞬间的三个对应值，而只能分别进行测定。这样就造成在不同瞬 间测得的三个值往往不符合 H 全 =H 静 +H 动这一基本规律，即使改用三个

13、U 形压力计同时读取 6 个读数也难以满足。若采用组合液测压计则可测得 同一瞬 间的三个压力值，有效地解决了上述困难。其结构和使用的示意图如图所示。通 过双路单向阀门分别引出由毕托管 感受的 H 全和 H 静，然后应用两个三通按 图示接法，使压力分别传感至二根单管压力计以及一根斜管压力计上。单管压力 计上分别显示静压力、全压力 的数值，斜管压力计则显示动压力值。当压力计 液柱波难以 读数，或在气力输送管道内含有较高粉尘而易于堵塞毕托管的情况 下，使用这种压力计可在读数时随时切断双路单向阀，使三个液柱同时 停止波 动，即可读取瞬时压力值，由于其具有上述优点，目前已在国内推广使用。4 数据处理根据上述方法得到的几个测点数值后，则可按下列公式求得平均数对于静压 Hj ，H _ H门+ H訂+ H捉对于全压H 且 _凤1 +凤2 + Hg对于动压在测定动压时，有时会碰到某些测点的读数出现零值或 负值的情况，这是 由于气流很不稳定而出现旋涡所产生的。在上式计算平均动压时，应将负值当作 零计算，而测点数 n 仍包括 该测点在内。