5.1速度场系数实
5.1.1目的
5.1.2使用仪器
皮托管、倾斜压差计、胶皮管、风筒、扇风机、钢卷尺、气压计、气温计、湿度计。
5.1.3 原理
在圆形风流的断面上,若风速分布对称圆心,往往是中心风速大,边缘风速小,通风中,所指管道或巷道的风速是该断面上的平均风速,所谓速度场系数是平均风速与中心点风速之比值。 对于圆形风道,应将断面分成几个面积相等的同心圆环,在每个圆环内的平均风速点1、2、3、……n测出动压,分别换算出风速,再用这些风速求出整个断面的平均风速,它与中心点风速(o点)的比值即为速度场系数。
按图5-1各个动压测点距圆心的位置按下式计算:
式中:——从圆心距第i个测点的距离;
——圆形风筒的半径;
i——从圆心算起的圆环序数(i=1、2、3……n);
n——所划分的圆环数。
例如:风筒半径为160mm,一般可分为5个圆环,按上式计算后,各测点距风筒边缘的距离如图5-2所示。
图5-2 各测点距风筒边缘的距离
按各测点动压分别换算出风速后,则平均风速为:
(10)
根据中心点动压求出中心点风速vo,则速度场系数:
(11)
财经 胡舒立5.1.4 实验步骤
按图9布置好仪器,待扇风机启动后,分别按图13改变皮托管位置。读出各测点动压,同时记录气压、气温、及湿温度,求出空气重率,计算出各点风速,求出速度场系数。
5.1.5 实验报告
表5-1 实测速度场系数
项目 | 数据 | 项目 | 数据 |
所指定的风流断面编号 | | 空气重率(公斤/米3) | |
气压(毫米汞柱) | | 风筒半径(毫米) | |
气温(0C) | | 划分的同心圆环数 | |
湿球温度(0C) | | 平均风速(米/秒) | |
纵古论今 相对湿度(%) | | 中心点风速(米/秒) | |
饱和蒸气(毫米汞柱) | | 速度场系数 | |
| | 图灵奖 | |
表5-2 所指定的风流断面中各测点动压及风速
相对于圆心的测点号 | | | | | | |
动压(毫米水柱) | | | | | | |
风速(米/秒) | | | | | | |
| | | | | | |
大和恒粮行
计算过程:
5.2 风表校正
5.2.1目的
5.2.2使用仪器
校正装置,被校风速表,秒表。
5.2.3原理
各类风速表所指示的读数不是真实的风速,所以一般每一支风速表都附有风速校正曲线,以便根据风速表上的读数查出真实风速。而风速表经过一段时间使用后,性能会发生变化。所以应定期对风表进行校正。对于机械传动的风表,真实风速与表读风速之间应保持一线性关系。校正风速表是使不同的已知风速通过风表,得出相对应的真实风速与表读风速的坐标点。但这些点很难全部都落在一条直线上,为了求出误差最小的校正直线,得根据各对应读数,按回归计算法求出直线方程再做出直线。
5.2.4 实验步骤
1.把被校的风速表安装在风表校正装置上。
2.以一定的已知风速通过风表,待风流稳定后,启动风表一定时间,记录真实风速与表读风速。又改变风速重复上述操作,得出若干相对应的真实风速与表读风速,分别填于表十四中。
3.计算校正曲线方程,做出校正曲线。
5.2.5实验报告
把相对应的表读风速与真实风速分别填入xi及yi中,对表中各项按公式计算,求出a、b值。以y为纵坐标,x为横坐标作校正曲线,y称为线性相关系数,它变化在0至1之间。当y=1时,说明各校正点都在一条直线上,风表性能最好;当y=0,各校正点都不在同一直线上,风表性能最差。
表5-3 风速表校正回归计算表
校正次数 计算内容 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 国籍法7 | 8 | 9 | 10 |
xi | | | | | | | | | | |
xi -- | | | | | | | | | | |
(xi -- )2 | | | | | | | | | | |
yi | | | | | | | | | | |
yi -- | | | | | | | | | | |
(yi -- )2 | | | | | | | | | | |
(xi -- )(yi -- ) | | | | | | | | | | |
| | | | | | | | | | |
计算公式: (12)
(xi -- )2 =xi2 --n2 (13)
=yi = (14)
=(yi -- )2 =yi2 --n2 (15)
=(xi -- )(yi -- )= (16)
b = = (17)
a = -- b= (18)
(19)
校正曲线 y = a + bx (20)
计算过程:
根据式(20)在图5-3种作风表校正曲线。
(三)测风仪器
1.测风仪器的种类
矿井使用的风表有机械式风表、电子式风速仪、风速传感器、压差计和皮托管,所有的测风仪器都必须经过计量检定部门的计量检定,取得合格证后方可在煤矿中使用。
机械式风速表分为叶式风速表和杯式风速表,但煤矿普遍使用的是叶式风速表。风速表按测量范围分为:高速风表,测定大于10m/s以上的风速;中速风表,测定0.5-10m/s的风速;低速风表,测定0.5-5m/s的风速。测定时可根据井巷风速的情况选择合适的风速表。
2.风表校正曲线
不论使用什么方法测风速,所得的数值均不是实际风速。因机械式风表有摩擦力的影响,所以所测的指针数和实际风速不相符。为此,任何一块风速表都有需要用实验方法绘出测定风速与实际风速对照曲线表,该表称为风表的校正曲线,如图4-6所示。根据风表的校正曲线可求出风表校正方程(也可以直接从表中读出井巷实际风速数),即按公式((4-6)求出巷道的实际风速:
函数式 v真= av表+b (9一23)
式中VA—实际真正的风速,简称真风速,
时 S;
a—校正常数,决定于风表的构造尺
寸;
b—表明风表启动初速度的常数,决定
于风表的惯性及摩擦力;
v表—风表指针指示的风速,简称表速,
m/s.
8}___________________、
7卜/;
_6卜/,
二5卜/
任一I/
云4卜/{
3卜/;
20)4'/123341516,781-
V* /(m . S-1)
图9-5风速计校准曲线
(四)测风方法
前面讲述过,空气在井巷中流动时,风速在井巷断面上的分布是不均匀的(图9一1)。为了准确地测定井巷的平均风速,通常采用的方法是:
1.线路法和分格定点法
按风表在井巷中移动的方式划分,测风方法可分为线路法和分格定点法。
(1)线路法。风表沿预定路线均匀移动,lmin内走完全部路程。风表移动“线路”有多种形式,图9一6所示为其中的1种。
(2)分格定点法。将整个井巷断面划分为若干大致相等的方格,使风表在每格内停留
相等的时间,lmin内测完全部方格。图9一7所示为9点法;另外,还有3点法等。
2.侧身法和迎面法
按测风员的工作姿势,即测风员和井巷及风流的相对位置关系划分,测风方法可分为
李博祥侧身法和迎面法。
(1)侧身法。测风员背向巷道壁站立,手持风表,将手臂向风流垂直方向伸直进行测风的方法,称为侧身法。
采用侧身法测风时,测风员和风表在同一断面内,减小了通风断面,增大了风速(风
表显示的风速比实际的大),所以需要对测量结果进行校正。其校正系数K为:
K=
式中S——测风站(井巷)的断面积,m2;
0.4——测风员阻挡风流的面积,m2。
(2)迎面法。测风员面向风流方向,手持风表,将手臂向正前方伸直进行测风的方
法,称之为迎面法。
采用迎面法测风时,测风员立于巷道中间,阻挡了风流,降低了风表处的风速。为了