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【礦井通風(fēng)】實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(一)

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1、《礦井通風(fēng)》 實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)前必須認(rèn)真預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書及實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、步驟、原 理、回答實(shí)驗(yàn)教師的提問,回答不合要求者,須重新預(yù)習(xí),才能進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。 2、對(duì)規(guī)定實(shí)驗(yàn)外確屬需要的內(nèi)容,可先提出實(shí)驗(yàn)原理和方法,經(jīng)教師或?qū)?驗(yàn)技術(shù)人員同意后,方可進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。 3、做實(shí)驗(yàn)時(shí)必須嚴(yán)格遵守實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)技術(shù)人員的指導(dǎo)。 4、愛護(hù)儀器設(shè)備,節(jié)約使用材料,使用前詳細(xì)檢查,使用后要整理就位, 發(fā)現(xiàn)丟失或損壞應(yīng)立即報(bào)告,未經(jīng)許可不得動(dòng)用與本實(shí)驗(yàn)無關(guān)的儀器設(shè)備及其它 物品,不準(zhǔn)將任何

2、實(shí)驗(yàn)室物品帶出室外。 5、實(shí)驗(yàn)時(shí)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(shí)向指導(dǎo)教師報(bào)告,并保持現(xiàn)場(chǎng),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(shí)驗(yàn)。 6、進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室后應(yīng)保持安靜,不得高聲喧嘩和打鬧,不準(zhǔn)抽煙,不準(zhǔn)隨地 吐痰,不準(zhǔn)亂拋紙屑雜物,要保持實(shí)驗(yàn)室和儀器設(shè)備的整齊清潔。 7、實(shí)驗(yàn)完畢后,經(jīng)實(shí)驗(yàn)室工作人員檢查儀器設(shè)備、工具、材料及實(shí)驗(yàn)記錄 后方可離開。 8、實(shí)驗(yàn)后要認(rèn)真完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告,包括分析結(jié)果、處理數(shù)據(jù)、繪制曲線及圖 表等。對(duì)不合格要求的實(shí)驗(yàn)報(bào)告應(yīng)退回重做。 9、對(duì)違反實(shí)驗(yàn)規(guī)章制度和操作規(guī)程、擅自動(dòng)用與本實(shí)驗(yàn)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(rèn)識(shí) 程度按規(guī)定處理。 10、在進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室前,務(wù)必搞好個(gè)人衛(wèi)生,不得將臟物帶入室內(nèi),有凈化要 求的實(shí)驗(yàn)室,進(jìn)室必須換拖鞋。 I 實(shí)驗(yàn)一礦井氣候條件的測(cè)定及有害氣體濃度測(cè)定 1 實(shí)驗(yàn)二 風(fēng)流點(diǎn)壓力和平均風(fēng)速的測(cè)定 8 實(shí)驗(yàn)三 摩擦阻力系數(shù)和局部阻力系數(shù)測(cè)定 13 實(shí)驗(yàn)四 通風(fēng)機(jī)特性測(cè)定 16 實(shí)驗(yàn)五掘進(jìn)通風(fēng)技術(shù)測(cè)定 21 # 實(shí)驗(yàn)一礦井氣候條件的測(cè)定及有害氣體濃度測(cè)定 實(shí)驗(yàn)類型:驗(yàn)證 實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí):2 實(shí)驗(yàn)要求:必修 實(shí)驗(yàn)房間:安全437 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 1、學(xué)習(xí)比長(zhǎng)式CO檢定管的原理,并掌握其測(cè)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(jì)、干濕球溫度計(jì)等測(cè)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(cè)算方法。 二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 1、空盒氣壓計(jì) 空盒氣壓計(jì)(圖1)是由一個(gè)波紋形金屬真空盒和一套杠桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)組成, (真空合內(nèi)實(shí)際還有50-60毫米水銀柱的壓力)。大氣壓變化時(shí),真空盒面變形, 變形值經(jīng)杠桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)放大,傳動(dòng)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(jì)來校正,校正時(shí)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(jì)一致。 (a

5、)外形 (b)結(jié)構(gòu)示意 1-金屬盒;2-彈簧;3-傳遞機(jī)構(gòu);4-指針;5-刻度盤;6-鏈條;7-彈簧絲;8-固定支點(diǎn) 2、干濕球溫度計(jì) 礦井空氣的濕度一般用相對(duì)濕度來表示,測(cè)定相對(duì)濕度常用手搖濕度計(jì) (圖 2)和風(fēng)扇式濕度計(jì)(圖3)兩種,它們的測(cè)定原理一樣,濕度計(jì)是由兩支溫度計(jì)組 成。一支為干溫度計(jì),一支為濕溫度計(jì)(在溫度計(jì)的水銀球面上包裹濕紗布)。用 手搖濕度計(jì)測(cè)定時(shí),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(jì)的讀數(shù)(先讀濕度計(jì)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(jì)數(shù)值差別越大。根據(jù)干溫度 計(jì)(

6、或濕溫度計(jì))讀值(tC)及干濕溫度計(jì)差值(zMC)查(通風(fēng)安全學(xué))附錄三即 可計(jì)算出空氣的相對(duì)濕度(①) 3、卡他溫度計(jì)及氣候條件測(cè)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(gè)方面去衡量,必須測(cè)出其綜合結(jié)果,測(cè)定氣 候條件一般采用卡他溫度計(jì)。 卡他計(jì)(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(zhǎng)圓形貯液球,長(zhǎng)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(gè)刻度,其平均值為36.5C,恰似人體溫度。其上端也有 長(zhǎng)園形的空間,以便在測(cè)定時(shí)容納上升的酒精

7、,卡他計(jì)全長(zhǎng)為 38 35 200mm。 卡他計(jì)分為干卡他計(jì)和濕卡他計(jì)兩種,前者只測(cè)出對(duì)流和輻射下的散熱效 果,后者是在卡他計(jì)的貯液球上包裹上濕紗布, 能測(cè)出對(duì)流,輻射和蒸發(fā)的綜合 散熱效果。 4、比長(zhǎng)式CO檢定管 (1)原理: 比長(zhǎng)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(dāng) CO和I2O5接觸時(shí),CO能使I2O5還原出游離碘。 1-外殼;2-杜塞物;3-保護(hù)月生;4-隔離層;5-指示劑;6-被測(cè)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(zhǎng)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(cè)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(cè)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(cè)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(jìn)氣閥并與進(jìn)氣口相通,另一側(cè)裝有排氣閥。測(cè)定時(shí)將檢定管插入進(jìn) 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(cè)氣體,多種氣體檢測(cè)器與比長(zhǎng)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(zhǎng)式檢定管配套使用,唧筒可抽取被測(cè)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(dāng)開關(guān)把手與進(jìn)氣口平行時(shí),唧筒與吸氣口連接。當(dāng)開關(guān)把手與排氣 口平行時(shí),唧筒與排氣口連通,位于兩者之間(45)時(shí),被測(cè)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(shí)驗(yàn)原理、方法和手段 1、空盒氣壓計(jì) 測(cè)定時(shí),在測(cè)定地點(diǎn)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(dòng)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(jìn)行刻度、 溫度和補(bǔ)充校正。 空盒氣壓計(jì)是一種攜帶式氣壓計(jì),一般用于井上下非固定地點(diǎn)測(cè)大氣壓。 2、干濕球溫度計(jì) 用風(fēng)扇式濕度計(jì)測(cè)

11、定時(shí),用專用鑰匙將小風(fēng)扇的發(fā)條上緊, 風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng),使空 氣以1.7?3.0m/s的流速經(jīng)過干濕溫度計(jì)的水銀球面周圍, 待1?2分鐘,兩支溫 度計(jì)示數(shù)穩(wěn)定后即可讀值計(jì)算。 3、卡它計(jì) 測(cè)定時(shí),將干卡它計(jì)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(cè)定地點(diǎn)用秒表記錄酒精面從 38c下降到 35c所需要的時(shí)間t,可用下式計(jì)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(shí)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(shí)間,

12、秒。 如果測(cè)定對(duì)流、輻射和蒸發(fā)三者的綜合散熱效果, 可采用濕卡他計(jì)測(cè)量,用 紗布將干卡他計(jì)的貯液球包起來按上述方法進(jìn)行,其計(jì)算公式如下: H濕=; 式中符號(hào)意義同前。 對(duì)于從事井下中等勞動(dòng)強(qiáng)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(shí)驗(yàn)步驟 比長(zhǎng)式CO檢定管測(cè)定法 1、采取空氣試樣:用唧筒取樣時(shí),在測(cè)定地點(diǎn)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(shí)驗(yàn)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(biāo)注(進(jìn)氣方向

13、箭頭) 進(jìn)氣一端插入唧筒排氣插孔中,按檢定管要求的推送時(shí)間均勻的把唧筒內(nèi) 50毫 升試樣氣體送入檢定管,此時(shí)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(shí)驗(yàn)結(jié)果處理 略。 八、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng) 1、檢定管應(yīng)放置在陰涼處,兩端切勿碰壞,使用時(shí)也不要過早打開兩端。 以防影響測(cè)定效果。 2、比長(zhǎng)式檢定管的推送時(shí)間應(yīng)根據(jù)廠家標(biāo)定的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間均勻推送。如鶴壁 礦務(wù)局生產(chǎn)的檢定管推送時(shí)間為100秒,西安煤礦儀器廠生產(chǎn)的檢定管推送時(shí)間 為90秒。 3、高濃度CO的測(cè)定 測(cè)定前應(yīng)首先作好測(cè)量人員的防毒措施, 然后按下述方法進(jìn)行測(cè)定:如果被 測(cè)氣體的濃度大于檢定管最大刻度時(shí)

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(cè)結(jié)果乘以沖淡的倍數(shù),即為所測(cè) CO的實(shí)際濃度。 其計(jì)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(cè)定 當(dāng)所測(cè)CO濃度低于檢定管最小示值時(shí),可采用延長(zhǎng)推送時(shí)間或連續(xù)送氣 (50ml的倍數(shù))的方法來測(cè)定,其結(jié)果要除以時(shí)間延長(zhǎng)的倍數(shù)(與標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間相 比)或連續(xù)送氣的次數(shù),即可得出 CO的真實(shí)濃度值。其計(jì)算如下: CO真=檢定管指示值/時(shí)間延長(zhǎng)的倍數(shù)或送氣的次數(shù)。 九、預(yù)習(xí)與思考題 1、測(cè)定CO含量時(shí),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(qǐng)解釋。 2、如果測(cè)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(zhǎng)式檢測(cè)管 測(cè)定其濃度? 十、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求 無。 實(shí)驗(yàn)二 風(fēng)流點(diǎn)壓力和平均風(fēng)速的測(cè)定 實(shí)驗(yàn)類型:驗(yàn)證 實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí):2 實(shí)驗(yàn)要求:必修 實(shí)驗(yàn)房問:能源111 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 1、驗(yàn)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(cè)定方法,并計(jì)算風(fēng)量 二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 (一)點(diǎn)壓力測(cè)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(duì)風(fēng)流并量管道中心 位置。了解膠皮管與U形水柱計(jì)的接頭是否正確,明確每臺(tái) U形水柱計(jì)測(cè)哪一 種壓力。(壓入式與抽出式通風(fēng)系統(tǒng)的測(cè)壓布置如

16、圖 1所示) 圖1 2、點(diǎn)壓力測(cè)定 全都檢查無誤并明確管網(wǎng)系統(tǒng)的布置方式,此時(shí)可開動(dòng)風(fēng)機(jī)待風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)正常 壓、速壓同時(shí)讀出,填入表格,用空盒氣壓計(jì)或水銀氣壓計(jì)測(cè)定大氣壓并填入表 格。 3、驗(yàn)證 就相對(duì)壓力而言: 抽出式 h^ =端—h速 壓入式 h全=八靜- h速 就絕對(duì)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(cè)風(fēng) 定點(diǎn)法測(cè)風(fēng) 圖2 (二)斷面平均風(fēng)速測(cè)定 為了測(cè)得平均風(fēng)速,可采用線路法或定點(diǎn)法(圖 2)0根據(jù)測(cè)風(fēng)員的站立姿

17、 勢(shì)不同分為迎面法和側(cè)身法兩種。迎面法需將測(cè)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(jì)算: S— 0.4 K 二 S 式中 S——測(cè)風(fēng)站的斷面積,m2; 0.4——測(cè)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(shí)驗(yàn)系統(tǒng)、皮托管、 U形水柱計(jì)、空盒氣壓計(jì)、風(fēng)表、秒 表。 1、U形水柱計(jì):U形水柱計(jì)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(chǔ)水,在 U形管中間有一刻度尺所組成,其測(cè)壓原理是:在測(cè)壓前 U 形管兩端的水面處于水平位置,當(dāng)一端加入較大的壓力時(shí), 此端液面下降,另一端液面上升,此時(shí)兩端液面的距

18、離若為 L毫米時(shí),就表明水柱計(jì)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(shí)驗(yàn)本實(shí)驗(yàn)采用葉片 式風(fēng)表(圖4)測(cè)量風(fēng)速。葉輪式風(fēng)表由葉輪、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、 表盤及外殼四部分組成。按其測(cè)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(dòng)。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(dòng)機(jī)構(gòu)加上表盤、開關(guān)桿、回零桿等就形成了風(fēng)表、機(jī)芯及計(jì)數(shù)部 分。為了減少傳動(dòng)摩擦阻力,使風(fēng)表啟動(dòng)風(fēng)速低、機(jī)

19、械傳動(dòng)部分轉(zhuǎn)動(dòng)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(dòng)由離合器控制,使之在規(guī)定時(shí)間內(nèi)記錄下葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)的次數(shù)。 機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 的傳動(dòng)比為1: 3600,即葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)3.6圈,大針轉(zhuǎn)動(dòng)1小格;大針轉(zhuǎn)動(dòng)100小格, 小針轉(zhuǎn)動(dòng)1小格。指針指示的總格數(shù)除以從合上到打開的時(shí)間(通常為 1分鐘, 用秒表計(jì)時(shí)),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(shí)驗(yàn)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(dòng),葉輪通過一套 齒輪傳動(dòng)機(jī)械帶動(dòng)

20、指針轉(zhuǎn)動(dòng)。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(shí)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(shí)際校正得出該 風(fēng)表的校正曲線和曲線方程。 六、實(shí)驗(yàn)步驟 1、測(cè)量前關(guān)閉開關(guān)板閘,使風(fēng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)而指針不動(dòng),壓下回零桿,使大小指 針均回歸”的,準(zhǔn)備好一塊秒表,也使秒表回零,準(zhǔn)備使用。 2、為了克服風(fēng)表運(yùn)轉(zhuǎn)部分的慣性抵抗力,將風(fēng)表處于測(cè)風(fēng)位置,在風(fēng)吹動(dòng) 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(cè)風(fēng)時(shí),應(yīng)使風(fēng)表開關(guān)板閘與秒表同時(shí)動(dòng)作,并且又不要太用力導(dǎo) 致風(fēng)表抖動(dòng) 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(dòng)、制動(dòng)、回零全由拇指撥動(dòng)離合閘 板或推動(dòng)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(dòng)離合閘板。 4、按測(cè)風(fēng)要求,移動(dòng)風(fēng)表并計(jì)時(shí),到達(dá)規(guī)定時(shí)間、走完規(guī)定路徑,即制動(dòng) 風(fēng)表指針,從表盤上讀取格數(shù),再由校正曲線上查處對(duì)應(yīng)的實(shí)際風(fēng)速。 風(fēng)量計(jì)算:

22、Q=V 均 >S 式中:S——管道斷面積,米2。 七、實(shí)驗(yàn)結(jié)果處理 略。 八、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng) 1、風(fēng)表的測(cè)量范圍要與所測(cè)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(cè)量不準(zhǔn); 2、風(fēng)表不能距離人體和巷道壁太近,否則會(huì)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(cè) 風(fēng)時(shí)尤其要注意; 4、按線路法測(cè)風(fēng)時(shí),路線分布要合理,風(fēng)表的移動(dòng)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(cè)完全線路(或測(cè)點(diǎn)); 6、有車輛或行人時(shí),要等其通過后風(fēng)流穩(wěn)定時(shí)再測(cè); 7、同一斷面測(cè)定三次,三次測(cè)

23、得的計(jì)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(jì)上如何判斷風(fēng)機(jī)的工作方法? 十、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求 無。 實(shí)驗(yàn)三 摩擦阻力系數(shù)和局部阻力系數(shù)測(cè)定 實(shí)驗(yàn)類型:設(shè)計(jì) 實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí):2 實(shí)驗(yàn)要求:必修 實(shí)驗(yàn)房問:能源111 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 1、學(xué)習(xí)測(cè)算摩擦阻力系數(shù)和局部阻力系數(shù)的方法。 2、掌握測(cè)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(shí)驗(yàn)內(nèi)容 略。 三、儀器設(shè)備 軸流式風(fēng)機(jī)及管網(wǎng)系統(tǒng),皮托管、空合氣壓計(jì)、溫度計(jì)、膠皮管、三通、傾 斜U形水柱計(jì),垂直U形水柱計(jì)。 四、所需耗材 無。 五、實(shí)驗(yàn)原理、方法和手段 1、

24、摩擦阻力系數(shù)a的測(cè)定 《礦井通風(fēng)與安全)第三章第二節(jié)可知,對(duì)某一段風(fēng)道(實(shí)驗(yàn)室為管道)的摩擦 阻力可按下式計(jì)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(zhǎng)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(cè)出某段風(fēng)道的摩擦阻力系數(shù) 內(nèi)只要測(cè)出這段風(fēng)道的摩 擦阻力(h摩)和通過的風(fēng)量(Q),同時(shí)把風(fēng)道的長(zhǎng)度(L)周邊長(zhǎng)(U)和凈斷面積(S)量出 來,可計(jì)算出風(fēng)道的摩擦阻力系數(shù)微 (1)h摩的測(cè)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(shí)驗(yàn)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(cè)定布置時(shí),在管道上選取兩測(cè)點(diǎn)1和2,安裝皮托管,將U型水柱計(jì)調(diào)平, 三臺(tái)U形水柱計(jì)分別測(cè)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(duì)溫度,(273+tC) 風(fēng)量取1和2兩點(diǎn)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(diǎn)斷面積Si、 S2和動(dòng)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(jì)算: *'R (m2) ⑷摩擦阻力系數(shù)a的計(jì)算: h摩1 2 S3 2 U L Q2 換算到標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的a值: 1.2 - ◎標(biāo)=力已測(cè) 1測(cè) 2、局部阻力系數(shù)己的測(cè)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(diǎn)距拐彎處4—6倍的管道直徑,2點(diǎn)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(gè)測(cè)點(diǎn) 1、2、3。測(cè)出1、3兩點(diǎn)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?yàn)楣艿乐睆较嗟扔植宦╋L(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(jì)測(cè)出 , _ 2gh fe ― 2一 則: v1 六、實(shí)驗(yàn)步驟 略 七、實(shí)驗(yàn)結(jié)果處理 略。 八、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng) 略。 九、預(yù)習(xí)與思考題 無。 十、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求 無。 實(shí)驗(yàn)四 通風(fēng)機(jī)特性測(cè)定 實(shí)驗(yàn)類型:綜合 實(shí)驗(yàn)要求:必修 實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí):2 實(shí)驗(yàn)房間:安全437 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 1、學(xué)會(huì)通風(fēng)機(jī)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(jì)算 效率短的實(shí)驗(yàn)測(cè)定方法。 2、通過實(shí)驗(yàn)得出風(fēng)機(jī)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(shí)驗(yàn)內(nèi)容 1、通風(fēng)機(jī)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(cè)定。 2、風(fēng)機(jī)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(biāo)準(zhǔn)GB1236-85《通風(fēng)機(jī)空氣動(dòng)力性能實(shí)驗(yàn)方法》設(shè)計(jì)并制作了本 實(shí)驗(yàn)裝置,本實(shí)驗(yàn)采用進(jìn)氣管實(shí)驗(yàn)法,裝置分別如圖 1所示。 圖1軸流式風(fēng)機(jī)實(shí)驗(yàn)裝置簡(jiǎn)圖 1.支架 2.風(fēng)量調(diào)節(jié)手輪 3.微壓計(jì)4. U型壓力計(jì)5.軸流式通風(fēng)機(jī) 6.電動(dòng)機(jī)7.平 衡電機(jī)力臂 8.靜壓測(cè)壓孔9.比托管及測(cè)壓孔 10.整流柵板11.溫度計(jì)12.轉(zhuǎn)速表 1、進(jìn)口集流器2、節(jié)流網(wǎng)3、整流柵4、風(fēng)管5、

30、被測(cè)風(fēng)機(jī)6、電動(dòng)機(jī) 7、測(cè)力矩力臂8、測(cè)壓管9、測(cè)壓管 圖2離心式風(fēng)機(jī)實(shí)驗(yàn)裝置示意圖 試驗(yàn)風(fēng)管主要由測(cè)試管路,節(jié)流網(wǎng)、整流柵等組成??諝饬鬟^風(fēng)管時(shí),利用 集流器和風(fēng)管測(cè)出空氣流量和進(jìn)入風(fēng)機(jī)的靜壓 Pest,整流柵主要是使流入風(fēng)機(jī) 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(jìn)入風(fēng)機(jī)的流量。測(cè)功率電機(jī)6,用它來測(cè)定輸入風(fēng)機(jī)的力矩, 同時(shí)測(cè)出電機(jī)轉(zhuǎn)速,就可得出輸入風(fēng)機(jī)的軸功率。 四、所需耗材 無。 五、實(shí)驗(yàn)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(jì)3測(cè)試管內(nèi)動(dòng)壓Pd,然后得出斷面平均流速

31、V和風(fēng)量Q。 用U行測(cè)壓計(jì)測(cè)定風(fēng)機(jī)進(jìn)口負(fù)壓 Pst,然后得出風(fēng)機(jī)靜壓Psto 用平衡電機(jī)6及平衡電機(jī)力臂測(cè)定軸功率No 風(fēng)機(jī)效率”是計(jì)算得出的,由測(cè)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(jī)全壓(Pea); Q—風(fēng)機(jī)風(fēng)量(m3/s); N一軸功率(kw)。 400 圖2 Pdi測(cè)點(diǎn)位置、測(cè)點(diǎn)半徑 為了測(cè)定風(fēng)量Q,將風(fēng)管斷面分成5個(gè)等面積的圓環(huán),分別測(cè)定各圓環(huán)的動(dòng) 壓值,Pdi測(cè)點(diǎn)位置、測(cè)點(diǎn)半徑ri如圖2所示。 在橫向(或縱向)共測(cè)定10個(gè)點(diǎn)的動(dòng)壓Pdi 1000 sin 二:o g 式中l(wèi)i

32、 一傾斜式微壓計(jì)讀值(mm); sin a 一傾斜式微壓計(jì)傾角正弦; P。一傾斜式微壓計(jì)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(cè)得的動(dòng)壓按下式進(jìn)行平均 Pd 「JP? +匹 士 ? 10 由平均動(dòng)壓Pd計(jì)算斷面平均流速V 式中P —空氣密度(由測(cè)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(jī)靜壓

33、PSt由風(fēng)機(jī)進(jìn)口 U形測(cè)壓計(jì)測(cè)得的進(jìn)口負(fù)壓Ps;算出 Pst = Pst : 式中R;一進(jìn)口負(fù)壓值(Pa), U形管內(nèi)裝水,測(cè)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(cè)點(diǎn)至風(fēng)機(jī)入口處的損失值,按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定取 風(fēng)機(jī)全壓P為靜壓Pst與動(dòng)壓Pd之和。 P 二 Pst Pd 二 Pst 1.15B 風(fēng)機(jī)軸功率N用平衡電機(jī)測(cè)定。 K1 2 二 nL(G-Go) N = 60 1000 式中 N一軸功率(kw); n—風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速(r/min); L一平衡電機(jī)力臂長(zhǎng)度(m

34、); G一風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的平衡重量(N); G0 一風(fēng)機(jī)停機(jī)時(shí)的平衡重量(N); 最后由測(cè)得的軸功率N,風(fēng)量Q和全壓P用公式(1)計(jì)算風(fēng)機(jī)效率 4 六、實(shí)驗(yàn)步驟 1、按實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表(表1)的要求記錄實(shí)驗(yàn)常數(shù)和儀器常數(shù)。 2、按實(shí)驗(yàn)裝置圖(圖1)接好各個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)備和測(cè)試儀器(電源、微壓計(jì)和 畢托管系統(tǒng),U形測(cè)壓計(jì),平衡電機(jī)系統(tǒng)等)。 3、將調(diào)節(jié)閥門調(diào)至全開狀態(tài),啟動(dòng)電機(jī),記錄各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)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(gè)工況,記錄每個(gè)工況所有 的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),至少要做7—8個(gè)工況。 5、更換葉輪(每個(gè)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(cè)得另一種葉

35、輪出口構(gòu)造角的風(fēng)機(jī)特性曲線。 七、實(shí)驗(yàn)結(jié)果處理 1、在實(shí)驗(yàn)過程中按表1記錄各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。 2、按表2對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和計(jì)算,計(jì)算公式已在本實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書中列出 (見實(shí)驗(yàn)裝置與實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng) 軸流式風(fēng)機(jī)的特點(diǎn)是風(fēng)量越小,軸功率越大,所以本實(shí)驗(yàn)不做關(guān)閉閥門的 工況點(diǎn),更不要在關(guān)閉閥門時(shí)啟動(dòng)電機(jī),以防電機(jī)過載而燒壞。 九、預(yù)習(xí)與思考題 1、試根據(jù)你做出的實(shí)驗(yàn)結(jié)果指出該風(fēng)機(jī)的額定工況和風(fēng)機(jī)最佳工作區(qū)。 2、用風(fēng)機(jī)相似率換算該型號(hào) 5#風(fēng)機(jī),1450r/min時(shí)的特性曲線。 3、根據(jù)你得出的特性曲線繪

36、制該風(fēng)機(jī)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(shí)驗(yàn)報(bào)告要求 1、完整記錄實(shí)驗(yàn)測(cè)定相關(guān)數(shù)據(jù); 2、按要求繪制出風(fēng)機(jī)性能曲線。 實(shí)驗(yàn)類型:綜合 實(shí)驗(yàn)要求:必修 實(shí)驗(yàn)五掘進(jìn)通風(fēng)技術(shù)測(cè)定 實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí):2 實(shí)驗(yàn)房問:能源111 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 1、掌握測(cè)定局部通風(fēng)機(jī)性能的布置方式和方法。 2、學(xué)習(xí)并掌握用皮托管測(cè)定局部通風(fēng)機(jī)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(shí)驗(yàn)內(nèi)容 略。 三、儀器設(shè)備 局部通風(fēng)機(jī)一臺(tái)、膠皮風(fēng)筒100M(dP=600MM)、皮托管、U形水柱計(jì)、空盒 氣壓計(jì)、風(fēng)扇式干濕溫度計(jì)、皮尺、膠皮管 。 四、所需

37、耗材 無。 五、實(shí)驗(yàn)原理、方法和手段 略。 六、實(shí)驗(yàn)步驟 1、局部通風(fēng)機(jī)性能測(cè)定 局部通風(fēng)機(jī)性能測(cè)定的目的是為了了解局部通風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)是否合理以及運(yùn)轉(zhuǎn) 時(shí)的工況,描述風(fēng)機(jī)的整個(gè)特性,主要是測(cè)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(jī)個(gè)體特性曲 線能全面反映每臺(tái)風(fēng)機(jī)的性能和特點(diǎn)。這是選好用好風(fēng)機(jī)必不可少的基礎(chǔ)資料。 對(duì)于局部通風(fēng)機(jī)扇一般測(cè)出 Q-h曲線就可滿足要求,根據(jù)本實(shí)驗(yàn)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(duì)風(fēng)流,用膠皮管將兩臺(tái)水柱計(jì)聯(lián)接,一臺(tái)測(cè) A點(diǎn)連壓,一臺(tái)測(cè)A點(diǎn)靜壓(注:A

38、點(diǎn)的動(dòng)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(dòng)風(fēng)機(jī),利用閘門5調(diào)節(jié),從全開到全閉調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)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(jī)的風(fēng)量 Q和風(fēng)壓h,其計(jì)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——?jiǎng)訅盒U禂?shù); D——管道直徑,米。 (4)測(cè)定空氣密度p 空氣密度測(cè)定,分別用空盒氣壓計(jì)、風(fēng)扇式干濕溫度計(jì)測(cè)量風(fēng)流的絕對(duì)壓力、 干球溫度和濕球濕度,然后按下式計(jì)算: P = 0.4 6 5P 1-0.3 T I 7 8占 P 式中:P——風(fēng)流絕對(duì)壓力,毫米水

39、銀柱; T——絕對(duì)溫度,273+t; ——-相對(duì)濕度,%; Psat 飽和蒸氣壓力,毫米水銀柱。 (5)測(cè)算測(cè)點(diǎn)斷面(已給) (6)繪制Q-h曲線 以風(fēng)量為橫坐標(biāo),扇風(fēng)機(jī)的全壓為縱坐標(biāo)繪出 Q-h曲線。 2、風(fēng)量測(cè)算及風(fēng)筒測(cè)定 風(fēng)筒測(cè)定包括風(fēng)筒的風(fēng)阻和漏風(fēng)測(cè)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(jìn)通風(fēng)設(shè)計(jì)用,并為合理使用和選擇風(fēng)筒提供可靠資料, 本次實(shí) 驗(yàn)設(shè)備是11千瓦軸流式風(fēng)機(jī)和100米柔風(fēng)筒,局扇安裝在地道下面。 (1)布置方式與測(cè)定 為了準(zhǔn)確測(cè)出各斷面的風(fēng)量,動(dòng)壓測(cè)點(diǎn)按等環(huán)面積的原則布置, 測(cè)定時(shí)注意 皮托管嘴正對(duì)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(diǎn)風(fēng)筒斷面積,(m2) B速一一1點(diǎn)斷面上各測(cè)點(diǎn)動(dòng)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(zhǎng)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(jì)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(diǎn)的斷面積,m2 Q1、Q2 ——1、2兩點(diǎn)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(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的摩擦阻力系數(shù) a標(biāo)和百米風(fēng)阻R標(biāo)100分別為: 12 5 P (kg s2/m4) 口 1.2Ri00 R# 100 - T (k卜) 七、實(shí)驗(yàn)結(jié)果處理 略。 八、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng) 略。 九、預(yù)習(xí)與思考題 無。 十、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求 無。

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