【礦井通風(fēng)】實驗指導(dǎo)書(一)

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1、《礦井通風(fēng)》 實驗指導(dǎo)書 樊小利、張學(xué)博編寫 河南理工大學(xué) 二。一二年九月 、乙 刖 百 1、實驗前必須認真預(yù)習(xí)實驗指導(dǎo)書及實驗內(nèi)容，明確實驗?zāi)康?、步驟、原 理、回答實驗教師的提問，回答不合要求者，須重新預(yù)習(xí)，才能進行實驗。 2、對規(guī)定實驗外確屬需要的內(nèi)容，可先提出實驗原理和方法，經(jīng)教師或?qū)?驗技術(shù)人員同意后，方可進行實驗。 3、做實驗時必須嚴格遵守實驗室的規(guī)章制度和儀器設(shè)備的操作規(guī)程，服從 教師和實驗技術(shù)人員的指導(dǎo)。 4、愛護儀器設(shè)備，節(jié)約使用材料，使用前詳細檢查，使用后要整理就位， 發(fā)現(xiàn)丟失或損壞應(yīng)立即報告，未經(jīng)許可不得動用與本實驗無關(guān)的儀器設(shè)備及其它 物品，不準將任何

2、實驗室物品帶出室外。 5、實驗時必須注意安全，防止人身和設(shè)備事故的發(fā)生，若發(fā)生事故應(yīng)立即 切斷電源，及時向指導(dǎo)教師報告，并保持現(xiàn)場，不得自行處理，待指導(dǎo)教師查明 原因并排除故障后，方可繼續(xù)實驗。 6、進入實驗室后應(yīng)保持安靜，不得高聲喧嘩和打鬧，不準抽煙，不準隨地 吐痰，不準亂拋紙屑雜物，要保持實驗室和儀器設(shè)備的整齊清潔。 7、實驗完畢后，經(jīng)實驗室工作人員檢查儀器設(shè)備、工具、材料及實驗記錄 后方可離開。 8、實驗后要認真完成實驗報告，包括分析結(jié)果、處理數(shù)據(jù)、繪制曲線及圖 表等。對不合格要求的實驗報告應(yīng)退回重做。 9、對違反實驗規(guī)章制度和操作規(guī)程、擅自動用與本實驗無關(guān)的僅器設(shè)備、 私自拆

3、卸儀器而造成事故和損失的肇事者必須寫出書面檢查， 視情節(jié)輕重和認識 程度按規(guī)定處理。 10、在進入實驗室前，務(wù)必搞好個人衛(wèi)生，不得將臟物帶入室內(nèi)，有凈化要 求的實驗室，進室必須換拖鞋。 I 實驗一礦井氣候條件的測定及有害氣體濃度測定 1 實驗二 風(fēng)流點壓力和平均風(fēng)速的測定 8 實驗三 摩擦阻力系數(shù)和局部阻力系數(shù)測定 13 實驗四 通風(fēng)機特性測定 16 實驗五掘進通風(fēng)技術(shù)測定 21 # 實驗一礦井氣候條件的測定及有害氣體濃度測定 實驗類型：驗證 實驗學(xué)時：2 實驗要求：必修 實驗房間：安全437 一、實驗?zāi)康? 1、學(xué)習(xí)比長式CO檢定管的原理，并掌握其測定

4、方法。 2、了解DQJD-1型多種氣體檢定器及AQY-50型唧筒的構(gòu)造，并掌握其使 用方法。 3、學(xué)習(xí)空盒氣壓計、干濕球溫度計等測定氣候條件常用儀表的原理、 構(gòu)造, 并掌握其使用方法。 4、掌握空氣密度和卡他度的測算方法。 二、實驗內(nèi)容 1、空盒氣壓計 空盒氣壓計（圖1）是由一個波紋形金屬真空盒和一套杠桿傳動機構(gòu)組成, （真空合內(nèi)實際還有50-60毫米水銀柱的壓力）。大氣壓變化時，真空盒面變形， 變形值經(jīng)杠桿傳動機構(gòu)放大，傳動到盒面使指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，使用前需要用固定水 銀氣壓計來校正，校正時用小螺絲刀微微調(diào)節(jié)盒側(cè)面調(diào)節(jié)孔內(nèi)的螺釘， 使其指針 指示值與水銀氣壓計一致。 （a

5、）外形 （b）結(jié)構(gòu)示意 1-金屬盒；2-彈簧；3-傳遞機構(gòu)；4-指針；5-刻度盤；6-鏈條；7-彈簧絲；8-固定支點 2、干濕球溫度計 礦井空氣的濕度一般用相對濕度來表示，測定相對濕度常用手搖濕度計 （圖 2）和風(fēng)扇式濕度計（圖3）兩種，它們的測定原理一樣，濕度計是由兩支溫度計組 成。一支為干溫度計，一支為濕溫度計（在溫度計的水銀球面上包裹濕紗布）。用 手搖濕度計測定時，手握搖把以每分鐘約 150轉(zhuǎn)的速度旋轉(zhuǎn)1-2分鐘后，立即讀 取兩支溫度計的讀數(shù)（先讀濕度計度數(shù)）。濕球因其紗布上的水份蒸發(fā)吸熱，它的 示數(shù)值偏低，溫度越低，蒸發(fā)吸熱越多，干濕溫度計數(shù)值差別越大。根據(jù)干溫度 計（

6、或濕溫度計）讀值（tC）及干濕溫度計差值（zMC）查（通風(fēng)安全學(xué)）附錄三即 可計算出空氣的相對濕度（①） 3、卡他溫度計及氣候條件測量 圖3 氣候條件是空氣的溫度、濕度和風(fēng)速三者的綜合結(jié)果，氣候條 件的優(yōu)劣不能單從某個方面去衡量，必須測出其綜合結(jié)果，測定氣 候條件一般采用卡他溫度計。 卡他計（圖4）是一種模似人體表面在空氣溫度、濕度及風(fēng)速綜合 作用下散熱情況的儀器。它的下端為長圓形貯液球，長約 40mm, 直徑為16mm,表面積為22.6cm2,內(nèi)貯有色酒精，中部刻有 38c 和35c兩個刻度，其平均值為36.5C,恰似人體溫度。其上端也有 長園形的空間，以便在測定時容納上升的酒精

7、，卡他計全長為 38 35 200mm。 卡他計分為干卡他計和濕卡他計兩種，前者只測出對流和輻射下的散熱效 果，后者是在卡他計的貯液球上包裹上濕紗布， 能測出對流，輻射和蒸發(fā)的綜合 散熱效果。 4、比長式CO檢定管 (1)原理： 比長式CO檢定管(圖5)內(nèi)裝發(fā)煙硫酸及硅膠作載體吸附I2O5的指示劑，當 CO和I2O5接觸時，CO能使I2O5還原出游離碘。 1-外殼；2-杜塞物；3-保護月生;4-隔離層；5-指示劑；6-被測氣體含量的刻度 圖5 碘和SO3作用生成棕色化合物，反應(yīng)式如下。 I2O5+5CO > 5CO2+I2 I2+S03 >棕色化合

8、物 其變色長度與通過管內(nèi)的CO濃度成正比，因此可從刻度上直接讀出CO的 濃度。 (2)規(guī)格： 西安煤礦安全儀器廠生產(chǎn)的CO檢定管按其測定范圍分為三種規(guī)格，即C1D 型(0.0005?0.01%), ClZ 型(0.005?0.1 %), C1G 型(0.05?1 %),供測定不同濃 度的CO選用。鶴壁礦務(wù)局安全儀器廠生產(chǎn)的 CO檢定管按其測定范圍不同分五 種規(guī)格：即一型 0.0005?0.005%;二型0.001?0.05%;三型0.01?0.5%;四型 0.2?5%;五型 0.5?15%。 5、DQJD-1型多種氣體檢定器 如圖6所示，DQJD-1型多種氣體檢定器是由內(nèi)彈簧的波紋形

9、皮囊構(gòu)成，皮 囊的一側(cè)有進氣閥并與進氣口相通，另一側(cè)裝有排氣閥。測定時將檢定管插入進 氣口，用壓縮皮囊，皮囊內(nèi)的空氣從排氣口排出。然后將手松開，皮囊在彈簧作 用下以一定的速度均勻張開，吸入待測氣體，多種氣體檢測器與比長式 CO檢定 管可配套使用。 3 圖6 6、AQY-50型唧筒 1-氣體入口； 2-檢定管才f孔；3-三通閥把；4-變換閥；5-墊圈；6-活塞筒；7-拉桿；8- 手柄 圖7 AQY-50型唧筒（圖7）與比長式檢定管配套使用，唧筒可抽取被測氣體樣品， 并均勻送入檢定管內(nèi)，它由唧筒活塞④，吸氣口①，排氣口②和三通開關(guān)③組成， 活塞桿上有0—50毫升的刻

10、度，可控制取樣數(shù)量和送氣速度，三通開關(guān)用以控制 氣流方向，當開關(guān)把手與進氣口平行時，唧筒與吸氣口連接。當開關(guān)把手與排氣 口平行時，唧筒與排氣口連通，位于兩者之間（45）時，被測氣體被封閉在唧筒內(nèi)。 三、儀器設(shè)備 唧筒、多種氣體檢定器、酒精燈等。 四、所需耗材 氧化碳檢知管、酒精 五、實驗原理、方法和手段 1、空盒氣壓計 測定時，在測定地點將其水平放置，并用手輕輕敲擊合面數(shù)次，消除指針的 蠕動現(xiàn)象，待20分鐘左右可讀數(shù)，讀數(shù)值還需根據(jù)儀器所附檢定證進行刻度、 溫度和補充校正。 空盒氣壓計是一種攜帶式氣壓計，一般用于井上下非固定地點測大氣壓。 2、干濕球溫度計 用風(fēng)扇式濕度計測

11、定時，用專用鑰匙將小風(fēng)扇的發(fā)條上緊， 風(fēng)扇轉(zhuǎn)動，使空 氣以1.7?3.0m/s的流速經(jīng)過干濕溫度計的水銀球面周圍， 待1?2分鐘，兩支溫 度計示數(shù)穩(wěn)定后即可讀值計算。 3、卡它計 測定時，將干卡它計先放在60-80C的熱水里使酒精上升至儀器的上部空間 1/3處左右，取出抹干，將儀器置于測定地點用秒表記錄酒精面從 38c下降到 35c所需要的時間t,可用下式計算卡他度： Hf= F （毫卡/厘米2秒） 式中：H干——干卡他度，毫卡/厘米2秒； F——卡他常數(shù)，其值為溫度從38c下降到35c時每厘米2貯液球表 面所散失的熱量，毫卡/厘米2； t——從38c下降到35c所經(jīng)過的時間，

12、秒。 如果測定對流、輻射和蒸發(fā)三者的綜合散熱效果， 可采用濕卡他計測量，用 紗布將干卡他計的貯液球包起來按上述方法進行，其計算公式如下： H濕=； 式中符號意義同前。 對于從事井下中等勞動強度的工作人員，比較舒適的干、濕卡他度分別為 8-10毫卡/厘米2秒和25-30毫卡/厘米2秒。 六、實驗步驟 比長式CO檢定管測定法 1、采取空氣試樣：用唧筒取樣時，在測定地點應(yīng)該先將活塞往返抽送 2-3 25 次，使筒內(nèi)原來存在的氣體完全被試樣氣體所代替 （注：實驗室CO的制取如 圖8所示） 圖8 2、送入氣體試樣：把檢定管兩端打開，將檢定管所標注（進氣方向

13、箭頭） 進氣一端插入唧筒排氣插孔中，按檢定管要求的推送時間均勻的把唧筒內(nèi) 50毫 升試樣氣體送入檢定管，此時將產(chǎn)生一棕色環(huán)。 3、讀值：棕色環(huán)所指的刻度即為 CO的濃度。 七、實驗結(jié)果處理 略。 八、實驗注意事項 1、檢定管應(yīng)放置在陰涼處，兩端切勿碰壞，使用時也不要過早打開兩端。 以防影響測定效果。 2、比長式檢定管的推送時間應(yīng)根據(jù)廠家標定的標準時間均勻推送。如鶴壁 礦務(wù)局生產(chǎn)的檢定管推送時間為100秒，西安煤礦儀器廠生產(chǎn)的檢定管推送時間 為90秒。 3、高濃度CO的測定 測定前應(yīng)首先作好測量人員的防毒措施， 然后按下述方法進行測定：如果被 測氣體的濃度大于檢定管最大刻度時

14、， 可以抽取一部分空氣試樣，然后用新鮮空 氣沖淡2?10倍，最后將所測結(jié)果乘以沖淡的倍數(shù)，即為所測 CO的實際濃度。 其計算式如下： CO真=檢定管指示值 麻釋的倍數(shù) 4、微量CO濃度的測定 當所測CO濃度低于檢定管最小示值時，可采用延長推送時間或連續(xù)送氣 （50ml的倍數(shù)）的方法來測定，其結(jié)果要除以時間延長的倍數(shù)（與標準時間相 比）或連續(xù)送氣的次數(shù)，即可得出 CO的真實濃度值。其計算如下： CO真=檢定管指示值/時間延長的倍數(shù)或送氣的次數(shù)。 九、預(yù)習(xí)與思考題 1、測定CO含量時，棕色環(huán)并沒有出現(xiàn)，或者棕色環(huán)超過檢定管最大量程, 這是怎么回事？請解釋。 2、如果測量環(huán)境空氣的

15、一氧化碳濃度較大或特小，如何利用比長式檢測管 測定其濃度？ 十、實驗報告要求 無。 實驗二 風(fēng)流點壓力和平均風(fēng)速的測定 實驗類型：驗證 實驗學(xué)時：2 實驗要求：必修 實驗房問：能源111 一、實驗?zāi)康? 1、驗證h全=h^ ±hfe, p全=p靜土 p速，以鞏固在不同的通風(fēng)方式下三種壓 力的相互關(guān)系。 2、掌握某斷面的平均風(fēng)速的測定方法，并計算風(fēng)量 二、實驗內(nèi)容 （一）點壓力測定 1、首先熟悉管網(wǎng)系統(tǒng)的風(fēng)流方向，觀看皮托管是否正對風(fēng)流并量管道中心 位置。了解膠皮管與U形水柱計的接頭是否正確，明確每臺 U形水柱計測哪一 種壓力。（壓入式與抽出式通風(fēng)系統(tǒng)的測壓布置如

16、圖 1所示） 圖1 2、點壓力測定 全都檢查無誤并明確管網(wǎng)系統(tǒng)的布置方式，此時可開動風(fēng)機待風(fēng)機運轉(zhuǎn)正常 壓、速壓同時讀出，填入表格，用空盒氣壓計或水銀氣壓計測定大氣壓并填入表 格。 3、驗證 就相對壓力而言: 抽出式 h^ =端—h速 壓入式 h全=八靜- h速 就絕對壓力而看: h全 注：壓入式通風(fēng): 巳=Pa +元？7 13.6 Pl. 13.6 抽出式通風(fēng): h^ P^^Pa- - 13.6 線路法測風(fēng) 定點法測風(fēng) 圖2 （二）斷面平均風(fēng)速測定 為了測得平均風(fēng)速，可采用線路法或定點法（圖 2）0根據(jù)測風(fēng)員的站立姿

17、 勢不同分為迎面法和側(cè)身法兩種。迎面法需將測得的真風(fēng)速乘以 1.14的校正系 數(shù)。側(cè)身法校正系數(shù)K由下式計算： S— 0.4 K 二 S 式中 S——測風(fēng)站的斷面積，m2; 0.4——測風(fēng)員阻擋風(fēng)流的面積, 三、儀器設(shè)備 礦山通風(fēng)安全仿真實驗系統(tǒng)、皮托管、 U形水柱計、空盒氣壓計、風(fēng)表、秒 表。 1、U形水柱計：U形水柱計如圖3所示，它是由一根 內(nèi)徑相同的玻璃管彎成U型水柱。并在其中裝入蒸儲水，在 U形管中間有一刻度尺所組成，其測壓原理是：在測壓前 U 形管兩端的水面處于水平位置，當一端加入較大的壓力時， 此端液面下降，另一端液面上升，此時兩端液面的距

18、離若為 L毫米時，就表明水柱計的兩端壓力差為 L毫米水柱。 2、風(fēng)表：風(fēng)表的種類有很多，本實驗本實驗采用葉片 式風(fēng)表（圖4）測量風(fēng)速。葉輪式風(fēng)表由葉輪、傳動機構(gòu)、 表盤及外殼四部分組成。按其測風(fēng)范圍又可分為微速 （0.3~5m/s）、中速（1~10m/s）、高速（1~30m/s）風(fēng)表三種。風(fēng)表的葉輪是風(fēng) 速感受部分，它在風(fēng)流的作用下轉(zhuǎn)動。為了減少風(fēng)輪軸與軸承之間的摩擦阻力、 提高軸承壽命，軸承內(nèi)鑲有寶石。葉片與旋轉(zhuǎn)軸之垂直平面呈一定角度，常為 45 °左右。 風(fēng)表的傳動機構(gòu)加上表盤、開關(guān)桿、回零桿等就形成了風(fēng)表、機芯及計數(shù)部 分。為了減少傳動摩擦阻力，使風(fēng)表啟動風(fēng)速低、機

19、械傳動部分轉(zhuǎn)動平穩(wěn)，風(fēng)表 中采用了修正擺線齒形，具輪軸上裝有指針，以便與表盤配合讀出讀數(shù)，這套齒 輪傳動由離合器控制，使之在規(guī)定時間內(nèi)記錄下葉輪轉(zhuǎn)動的次數(shù)。 機械傳動機構(gòu) 的傳動比為1: 3600,即葉輪轉(zhuǎn)動3.6圈，大針轉(zhuǎn)動1小格；大針轉(zhuǎn)動100小格, 小針轉(zhuǎn)動1小格。指針指示的總格數(shù)除以從合上到打開的時間（通常為 1分鐘， 用秒表計時），即得風(fēng)表讀數(shù)（格/分或格/秒）。 6 1-葉輪；2-蝸桿軸；3-表盤；4-開關(guān)桿；5-回零桿；6-表殼 四、所需耗材 無。 五、實驗原理、方法和手段 風(fēng)表工作原理：風(fēng)流產(chǎn)生的壓力作用在葉片上，使葉輪轉(zhuǎn)動，葉輪通過一套 齒輪傳動機械帶動

20、指針轉(zhuǎn)動。由于風(fēng)速與葉輪轉(zhuǎn)速成正比，因而也與指針的轉(zhuǎn)速 成正比，而且是線性關(guān)系，即： 丫真=a bV表 式中：V* 真實風(fēng)速，m/s或m/min ; V表 風(fēng)表讀數(shù)或稱為表速，m/s或m/min （或格/秒、格/分）； a、b 風(fēng)表校正系數(shù)。 上述方程代表的直線成為風(fēng)表校正曲線，每塊風(fēng)表都要通過實際校正得出該 風(fēng)表的校正曲線和曲線方程。 六、實驗步驟 1、測量前關(guān)閉開關(guān)板閘，使風(fēng)輪轉(zhuǎn)動而指針不動，壓下回零桿，使大小指 針均回歸”的，準備好一塊秒表，也使秒表回零，準備使用。 2、為了克服風(fēng)表運轉(zhuǎn)部分的慣性抵抗力，將風(fēng)表處于測風(fēng)位置，在風(fēng)吹動 下空轉(zhuǎn)20~30s,并調(diào)整風(fēng)表的葉輪旋

21、轉(zhuǎn)面，盡量與風(fēng)流方向垂直； 3、開始測風(fēng)時，應(yīng)使風(fēng)表開關(guān)板閘與秒表同時動作，并且又不要太用力導(dǎo) 致風(fēng)表抖動 執(zhí)風(fēng)表方法有兩種：一種為中指由下向上勾住提環(huán)，食指伸開抵住風(fēng)表殼體 右側(cè)，無名指和小指并擾托住殼體左側(cè)，起動、制動、回零全由拇指撥動離合閘 板或推動回零桿來完成；另一種是中指由上向下勾住提環(huán)，食指抵在表頭與殼體 聯(lián)接的右側(cè)，拇指頂在殼體左側(cè)，小指伸直在下部抵住殼體，無名指彎曲，食指 用以打開離合閘板，拇指推頂回零壓桿和制動離合閘板。 4、按測風(fēng)要求，移動風(fēng)表并計時，到達規(guī)定時間、走完規(guī)定路徑，即制動 風(fēng)表指針，從表盤上讀取格數(shù)，再由校正曲線上查處對應(yīng)的實際風(fēng)速。 風(fēng)量計算：

22、Q=V 均 >S 式中：S——管道斷面積，米2。 七、實驗結(jié)果處理 略。 八、實驗注意事項 1、風(fēng)表的測量范圍要與所測風(fēng)速相適應(yīng)，避免風(fēng)速過高、過低造成風(fēng)表損 壞或測量不準； 2、風(fēng)表不能距離人體和巷道壁太近，否則會引起較大誤差； 3、風(fēng)表葉輪平面要與風(fēng)流方向垂直，偏角不得超過 10°,在傾斜巷道中測 風(fēng)時尤其要注意； 4、按線路法測風(fēng)時，路線分布要合理，風(fēng)表的移動速度要均勻，防止忽快 忽慢，造成讀數(shù)偏差； 5、秒表和風(fēng)表的開關(guān)要同步，確保在 1min內(nèi)測完全線路（或測點）； 6、有車輛或行人時，要等其通過后風(fēng)流穩(wěn)定時再測； 7、同一斷面測定三次，三次測

23、得的計數(shù)器讀數(shù)之差不應(yīng)超過 5%,然后取其 平均值。 九、預(yù)習(xí)與思考題 1、從U型垂直壓差計上如何判斷風(fēng)機的工作方法？ 十、實驗報告要求 無。 實驗三 摩擦阻力系數(shù)和局部阻力系數(shù)測定 實驗類型：設(shè)計 實驗學(xué)時：2 實驗要求：必修 實驗房問：能源111 一、實驗?zāi)康? 1、學(xué)習(xí)測算摩擦阻力系數(shù)和局部阻力系數(shù)的方法。 2、掌握測定通風(fēng)阻力，求算風(fēng)阻，等積孔并繪制風(fēng)阻特性曲線的方法。 二、實驗內(nèi)容 略。 三、儀器設(shè)備 軸流式風(fēng)機及管網(wǎng)系統(tǒng)，皮托管、空合氣壓計、溫度計、膠皮管、三通、傾 斜U形水柱計，垂直U形水柱計。 四、所需耗材 無。 五、實驗原理、方法和手段 1、

24、摩擦阻力系數(shù)a的測定 《礦井通風(fēng)與安全）第三章第二節(jié)可知，對某一段風(fēng)道（實驗室為管道）的摩擦 阻力可按下式計算： 式中：h摩 摩擦阻力，mmH2O; - 摩擦阻力系數(shù)，kg?S2/m4; L 風(fēng)道長度，m; S 風(fēng)道斷面積，m2; Q 通過風(fēng)道的風(fēng)量，m3/so 由1式可知，若要測出某段風(fēng)道的摩擦阻力系數(shù) 內(nèi)只要測出這段風(fēng)道的摩 擦阻力（h摩）和通過的風(fēng)量（Q）,同時把風(fēng)道的長度（L）周邊長（U）和凈斷面積（S）量出 來，可計算出風(fēng)道的摩擦阻力系數(shù)微 (1)h摩的測定 根據(jù)風(fēng)流的能量方程可知: 1—2= 2 P ?乙二1 ?匕:、1 2g 2 B +Z2P2

25、 +^P2 2g ) (2) 本次實驗風(fēng)道水平布置位壓差為零(5-2)式改為: h 摩 1—2= 2 V2 2g 口2 =3- P2)十 2 也： C - 2 2g 測定布置時，在管道上選取兩測點1和2,安裝皮托管，將U型水柱計調(diào)平, 三臺U形水柱計分別測出h速1、h速2和h靜i 2,代入5 —2式即可求出h摩1—2。 空氣重率，由下式求出: 一 P :=0.461 T 式中：p——空氣密度(kg/m3); P 大氣壓，毫米汞柱; T——絕對溫度，(273+tC) 風(fēng)量取1和2兩點的平均風(fēng)量： Q均= Qi Q2 1 Si 2gh速 2 k

26、2 P 2gh速1 K S2 P (兩點斷面積Si、 S2和動壓校正系數(shù)ki和k2,已給) (2)風(fēng)阻R的求算: 2 Q (3 A 二 038 (3)等積孔A的計算： *'R (m2) ⑷摩擦阻力系數(shù)a的計算: h摩1 2 S3 2 U L Q2 換算到標準狀態(tài)下的a值: 1.2 - ◎標=力已測 1測 2、局部阻力系數(shù)己的測定 由于風(fēng)流的速度和方向突然發(fā)生變化，導(dǎo)致風(fēng)流本身產(chǎn)生劇烈的沖擊，形成 極為紊亂的渦流，從而損失能量，造成這種沖擊渦流的阻力就叫局部阻力， 可由 下式求出: 2 hM二曷 p 2 g 毫米水柱 （4）

27、1點距拐彎處4—6倍的管道直徑，2點距拐彎處12—14倍的管道直徑。 在小型管道拐彎的前后選擇三個測點 1、2、3。測出1、3兩點的通風(fēng)阻力h 阻 1—3。 h阻13= h阻1 3+ h局彎 （5） 所以 h局彎=h阻1 -3 - h阻1 - 3 （6） h 麻=h 摩-3 XL =3~I1 ML "摩 1— 3 3 」1— 3 又 L2- 3 L2- 3 h 阻 13= （P「P3）+（Z 1 pi - Z3（3）+（h 速 1 - h 速 3） 因為管道直徑相等又不漏風(fēng)并水平位置，故位壓差速壓差均為零，因此 Pn— P o h局=甲「P3『f ML-3 L

28、2- 3 （P1-P2）、（P2-P3）分別由U形水柱計測出 , _ 2gh fe ― 2一 則： v1 六、實驗步驟 略 七、實驗結(jié)果處理 略。 八、實驗注意事項 略。 九、預(yù)習(xí)與思考題 無。 十、實驗報告要求 無。 實驗四 通風(fēng)機特性測定 實驗類型：綜合 實驗要求：必修 實驗學(xué)時：2 實驗房間：安全437 一、實驗?zāi)康? 1、學(xué)會通風(fēng)機主要工作參數(shù)風(fēng)量 Q、風(fēng)壓P、軸功率N、轉(zhuǎn)速n （從而計算 效率短的實驗測定方法。 2、通過實驗得出風(fēng)機的特性曲線（包括 P-Q曲線，Pst— Q曲線，N-Q 曲線，“一Q曲線）。 二、

29、實驗內(nèi)容 1、通風(fēng)機風(fēng)量Q、風(fēng)壓P、軸功率N、轉(zhuǎn)速n （效率城等主要工作參數(shù)的 測定。 2、風(fēng)機的特性曲線（包括 P—Q曲線，Pst-Q曲線，N—Q曲線，“9曲 線）的繪制。 三、儀器設(shè)備 根據(jù)國家標準GB1236-85《通風(fēng)機空氣動力性能實驗方法》設(shè)計并制作了本 實驗裝置，本實驗采用進氣管實驗法，裝置分別如圖 1所示。 圖1軸流式風(fēng)機實驗裝置簡圖 1.支架 2.風(fēng)量調(diào)節(jié)手輪 3.微壓計4. U型壓力計5.軸流式通風(fēng)機 6.電動機7.平 衡電機力臂 8.靜壓測壓孔9.比托管及測壓孔 10.整流柵板11.溫度計12.轉(zhuǎn)速表 1、進口集流器2、節(jié)流網(wǎng)3、整流柵4、風(fēng)管5、

30、被測風(fēng)機6、電動機 7、測力矩力臂8、測壓管9、測壓管 圖2離心式風(fēng)機實驗裝置示意圖 試驗風(fēng)管主要由測試管路，節(jié)流網(wǎng)、整流柵等組成?？諝饬鬟^風(fēng)管時，利用 集流器和風(fēng)管測出空氣流量和進入風(fēng)機的靜壓 Pest,整流柵主要是使流入風(fēng)機 的氣流均勻。節(jié)流網(wǎng)起流量調(diào)節(jié)作用。在此節(jié)流網(wǎng)位置上加銅絲網(wǎng)或均勻地加一 些小紙片可以改變進入風(fēng)機的流量。測功率電機6,用它來測定輸入風(fēng)機的力矩, 同時測出電機轉(zhuǎn)速，就可得出輸入風(fēng)機的軸功率。 四、所需耗材 無。 五、實驗原理、方法和手段 空氣經(jīng)過調(diào)節(jié)風(fēng)閥2入風(fēng)管，在整流格柵10后部用畢托管9和傾斜式微壓 計3測試管內(nèi)動壓Pd,然后得出斷面平均流速

31、V和風(fēng)量Q。 用U行測壓計測定風(fēng)機進口負壓 Pst,然后得出風(fēng)機靜壓Psto 用平衡電機6及平衡電機力臂測定軸功率No 風(fēng)機效率”是計算得出的，由測定的流量 Q,風(fēng)壓P和軸功率N用下列公 式算出效率 P，Q 1000N 式中 P一風(fēng)機全壓（Pea）; Q—風(fēng)機風(fēng)量（m3/s）; N一軸功率（kw）。 400 圖2 Pdi測點位置、測點半徑 為了測定風(fēng)量Q,將風(fēng)管斷面分成5個等面積的圓環(huán)，分別測定各圓環(huán)的動 壓值，Pdi測點位置、測點半徑ri如圖2所示。 在橫向（或縱向）共測定10個點的動壓Pdi 1000 sin 二：o g 式中l(wèi)i

32、 一傾斜式微壓計讀值（mm）; sin a 一傾斜式微壓計傾角正弦; P。一傾斜式微壓計內(nèi)灑精密度（kg/m3）, 一般可取Po =800 kg/m3; g一重力加速度（m/s2）。 然后將測得的動壓按下式進行平均 Pd 「JP? +匹 士 ? 10 由平均動壓Pd計算斷面平均流速V 式中P —空氣密度（由測定的空氣溫度查出）（kg/m3）, 20 c 空氣，：=1.205 kg/m3; 風(fēng)量Q由斷面平均風(fēng)速V和風(fēng)管截面積A算出 2 (5) (6) 八 二D Q =NA =V —— 4 式中D一圓截面風(fēng)管直徑（D=0.4m）。 風(fēng)機靜壓

33、PSt由風(fēng)機進口 U形測壓計測得的進口負壓Ps；算出 Pst = Pst ： 式中R；一進口負壓值（Pa）, U形管內(nèi)裝水，測得的是毫米水柱（mmH2。） 須將其換算成 Pa, （1mmH2O=9.81Pa）; A=0.15Pd( Pa) (7) (8) A舒壓Ps；測點至風(fēng)機入口處的損失值，按標準規(guī)定取 風(fēng)機全壓P為靜壓Pst與動壓Pd之和。 P 二 Pst Pd 二 Pst 1.15B 風(fēng)機軸功率N用平衡電機測定。 K1 2 二 nL（G-Go） N = 60 1000 式中 N一軸功率（kw）; n—風(fēng)機轉(zhuǎn)速（r/min）； L一平衡電機力臂長度（m

34、）； G一風(fēng)機運轉(zhuǎn)時的平衡重量（N）; G0 一風(fēng)機停機時的平衡重量（N）; 最后由測得的軸功率N,風(fēng)量Q和全壓P用公式（1）計算風(fēng)機效率 4 六、實驗步驟 1、按實驗數(shù)據(jù)記錄表（表1）的要求記錄實驗常數(shù)和儀器常數(shù)。 2、按實驗裝置圖（圖1）接好各個實驗設(shè)備和測試儀器（電源、微壓計和 畢托管系統(tǒng)，U形測壓計，平衡電機系統(tǒng)等）。 3、將調(diào)節(jié)閥門調(diào)至全開狀態(tài)，啟動電機，記錄各項實驗數(shù)據(jù)。 4、逐漸關(guān)小閥門開度，每調(diào)節(jié)一次閥門稱為一個工況，記錄每個工況所有 的實驗數(shù)據(jù)，至少要做7—8個工況。 5、更換葉輪（每個葉輪的出口構(gòu)造角 0 2是不同的），重復(fù)步驟1、2、3、4 測得另一種葉

35、輪出口構(gòu)造角的風(fēng)機特性曲線。 七、實驗結(jié)果處理 1、在實驗過程中按表1記錄各項實驗數(shù)據(jù)。 2、按表2對實驗數(shù)據(jù)進行整理和計算，計算公式已在本實驗指導(dǎo)書中列出 （見實驗裝置與實驗原理）。 3、將整理過的數(shù)據(jù)繪制成 P— Q、Pst— Q、N—Q和“9曲線。 八、實驗注意事項 軸流式風(fēng)機的特點是風(fēng)量越小，軸功率越大，所以本實驗不做關(guān)閉閥門的 工況點，更不要在關(guān)閉閥門時啟動電機，以防電機過載而燒壞。 九、預(yù)習(xí)與思考題 1、試根據(jù)你做出的實驗結(jié)果指出該風(fēng)機的額定工況和風(fēng)機最佳工作區(qū)。 2、用風(fēng)機相似率換算該型號 5#風(fēng)機，1450r/min時的特性曲線。 3、根據(jù)你得出的特性曲線繪

36、制該風(fēng)機系列的無因次特性曲線（即 P-Q曲 線，N-Q曲線和刈-Q曲線）。 十、實驗報告要求 1、完整記錄實驗測定相關(guān)數(shù)據(jù)； 2、按要求繪制出風(fēng)機性能曲線。 實驗類型：綜合 實驗要求：必修 實驗五掘進通風(fēng)技術(shù)測定 實驗學(xué)時：2 實驗房問：能源111 一、實驗?zāi)康? 1、掌握測定局部通風(fēng)機性能的布置方式和方法。 2、學(xué)習(xí)并掌握用皮托管測定局部通風(fēng)機供風(fēng)量、有效風(fēng)量率、漏風(fēng)率、風(fēng) 筒百米風(fēng)阻等參數(shù)。 二、實驗內(nèi)容 略。 三、儀器設(shè)備 局部通風(fēng)機一臺、膠皮風(fēng)筒100M(dP=600MM)、皮托管、U形水柱計、空盒 氣壓計、風(fēng)扇式干濕溫度計、皮尺、膠皮管 。 四、所需

37、耗材 無。 五、實驗原理、方法和手段 略。 六、實驗步驟 1、局部通風(fēng)機性能測定 局部通風(fēng)機性能測定的目的是為了了解局部通風(fēng)機運轉(zhuǎn)是否合理以及運轉(zhuǎn) 時的工況，描述風(fēng)機的整個特性，主要是測出風(fēng)量與風(fēng)壓的關(guān)系，風(fēng)量與功率的 關(guān)系、風(fēng)量與效率的關(guān)系即 Q—h、Q- N、Q—n三條曲線。通風(fēng)機個體特性曲 線能全面反映每臺風(fēng)機的性能和特點。這是選好用好風(fēng)機必不可少的基礎(chǔ)資料。 對于局部通風(fēng)機扇一般測出 Q-h曲線就可滿足要求，根據(jù)本實驗室的條件，只 作Q-h曲線。 其操作步驟為： (1)將皮托管放置管道中心并正對風(fēng)流，用膠皮管將兩臺水柱計聯(lián)接，一臺測 A點連壓，一臺測A點靜壓(注：A

38、點的動壓校正系數(shù)為0.873) ⑵將閘門3和4放下，打開閘門1和2。 (3)啟動風(fēng)機，利用閘門5調(diào)節(jié)，從全開到全閉調(diào)節(jié)風(fēng)機工況 8-10次。每調(diào) 次記錄一次h速中、h靜然后換算出風(fēng)機的風(fēng)量 Q和風(fēng)壓h,其計算式如下： 壓入式通風(fēng)： h扇全=h靜+ h速均=h靜+h速中k 2gh速中 k 二D2 式中：k——動壓校正系數(shù)； D——管道直徑，米。 (4)測定空氣密度p 空氣密度測定，分別用空盒氣壓計、風(fēng)扇式干濕溫度計測量風(fēng)流的絕對壓力、 干球溫度和濕球濕度，然后按下式計算： P = 0.4 6 5P 1-0.3 T I 7 8占 P 式中：P——風(fēng)流絕對壓力，毫米水

39、銀柱； T——絕對溫度，273+t; ——-相對濕度，%; Psat 飽和蒸氣壓力，毫米水銀柱。 (5)測算測點斷面(已給) (6)繪制Q-h曲線 以風(fēng)量為橫坐標，扇風(fēng)機的全壓為縱坐標繪出 Q-h曲線。 2、風(fēng)量測算及風(fēng)筒測定 風(fēng)筒測定包括風(fēng)筒的風(fēng)阻和漏風(fēng)測定，其目的是求出有效風(fēng)量率、漏風(fēng)率和 百米風(fēng)阻，供掘進通風(fēng)設(shè)計用，并為合理使用和選擇風(fēng)筒提供可靠資料， 本次實 驗設(shè)備是11千瓦軸流式風(fēng)機和100米柔風(fēng)筒，局扇安裝在地道下面。 (1)布置方式與測定 為了準確測出各斷面的風(fēng)量，動壓測點按等環(huán)面積的原則布置， 測定時注意 皮托管嘴正對風(fēng)流。 (2)資料整理 A、局扇供風(fēng)

40、量 Q扇=S 2g 2 h速 P n ， (m3/s) 式中：S 為1點風(fēng)筒斷面積，(m2) B速一一1點斷面上各測點動壓之和。 B、有效風(fēng)量即風(fēng)筒出風(fēng)口風(fēng)量 Q^t=S3 n ， (m3/s) C、風(fēng)筒的有效風(fēng)量率: P^= — x10O% = %父100% Q扇 Qi D、風(fēng)筒全長的總漏風(fēng)率： %= Q扇―Q 效 10陰=Q^ 100% Q扇 Q1 E、風(fēng)筒平均百米漏風(fēng)率 Poo 漏=Rs r t 100% (2)風(fēng)阻計算: A、1、2斷面的通風(fēng)阻力 h阻 1—2= h靜 1 一 h靜2 . /2 2

41、 > 但P 12g 2g J P h^ 1 - h 靜 2 ■ 2g 7Q '2 Q1 [<S1 J 式中：h靜1、h靜2——斷面1、2的靜壓，毫米水柱 2 2 v_ p、9 p 2g 2g —一斷面|、2的平均速壓，毫米水柱; S1、S2——1、2兩點的斷面積，m2 Q1、Q2 ——1、2兩點通過的風(fēng)量，m3/s B、1、2斷面的風(fēng)阻 Mi Q1 Q2 (k p ) C、風(fēng)筒百米風(fēng)阻R100 D、摩擦阻力系數(shù)a R100 = R N 100 L1 2 & D5 R1/D5 ot = = - (kg s2/m4) 6.5L 6.5" 式中：D——風(fēng)筒的直徑，m 標準狀態(tài)下的摩擦阻力系數(shù) a標和百米風(fēng)阻R標100分別為: 12 5 P (kg s2/m4) 口 1.2Ri00 R# 100 - T (k卜) 七、實驗結(jié)果處理 略。 八、實驗注意事項 略。 九、預(yù)習(xí)與思考題 無。 十、實驗報告要求 無。