第8章通风系统的测量与调试课件.ppt
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1、第8章 通风系统的测量与调试8.1 8.1 通风系统风压、风速、风量的测定通风系统风压、风速、风量的测定8.2 8.2 含尘浓度测定含尘浓度测定8.3 8.3 气体浓度测定气体浓度测定8.4 8.4 净化系统性能测定净化系统性能测定8.5 8.5 系统调试与运行系统调试与运行意义通风系统的测试、检测、调整和运行管理,又是保证通风系通风系统的测试、检测、调整和运行管理,又是保证通风系统有效、经济运行的必不可少的措施。在设计新的通风系统统有效、经济运行的必不可少的措施。在设计新的通风系统时,为了掌握室内气流和有害物的散发情况,也需要进行现时,为了掌握室内气流和有害物的散发情况,也需要进行现场测定,
2、取得必须的原始资料和有关数据。场测定,取得必须的原始资料和有关数据。8.1 通风系统风压、风速、风量的测定通风系统风压、风速、风量的测定在通风系统测定中,风速、风量和风压的测定是最基本、最在通风系统测定中,风速、风量和风压的测定是最基本、最常见的测定工作。常见的测定工作。图图8-1 测量断面的确定测量断面的确定 测量断面应选择在测量断面应选择在气流平稳、扰动小气流平稳、扰动小的直管段上的直管段上。当设在弯头、三通等局部。当设在弯头、三通等局部构件或净化设备前面构件或净化设备前面(按气流运动方向按气流运动方向)时,测量断面与它们的距离要大于时,测量断面与它们的距离要大于2 2倍倍管道直径(实际至
3、少管道直径(实际至少1.51.5倍);而设在倍);而设在这些部件或设备的后面时,则应为这些部件或设备的后面时,则应为4 45 5倍管道直径倍管道直径(图图8-1)8-1)。8.1.1 8.1.1 测定断面和测点的确定测定断面和测点的确定1、测定断面的确定、测定断面的确定由于气流速度在管道断面上的分布是不均匀的,随之造成由于气流速度在管道断面上的分布是不均匀的,随之造成压力分布也是不均匀的。因此,在测定断面上必须进行压力分布也是不均匀的。因此,在测定断面上必须进行多点多点测量测量,然后求出断面上压力和速度的平均值。,然后求出断面上压力和速度的平均值。2.测点的选择测点的选择图图8-2 矩形风管测
4、点布置图矩形风管测点布置图图图8-3 圆形风管测点布置图圆形风管测点布置图8.1.2 8.1.2 管内压力的测量管内压力的测量通风管道内气体的压力通风管道内气体的压力(静压、动压和全压静压、动压和全压)可用测压管与不同可用测压管与不同测量范围和精度的微压计配合测得。常用的测压管是测量范围和精度的微压计配合测得。常用的测压管是L L型毕托管。型毕托管。测压管与微压计的连接方式如图测压管与微压计的连接方式如图8-4。图图8-4 测压管与测压计的连接方式测压管与测压计的连接方式在测定时,测压管的管头应迎向气流,在测定时,测压管的管头应迎向气流,其轴线应与气流平行,一般采用倾斜其轴线应与气流平行,一般
5、采用倾斜式微压计。小流速(式微压计。小流速(5m/s)测量中应使用精度高的补偿式微压计。测量中应使用精度高的补偿式微压计。在测得断面上上各点的压力值后,可按下式分别求出该断面上在测得断面上上各点的压力值后,可按下式分别求出该断面上(动压、全压、静压)的平均值。(动压、全压、静压)的平均值。8.1.3 8.1.3 风速的测定风速的测定常用的测定管道内风速的方法分为间接式和直读式两类。常用的测定管道内风速的方法分为间接式和直读式两类。(一)间接式(一)间接式先测得管内某点动压先测得管内某点动压 ,再用下式算出该点的流速,再用下式算出该点的流速 管道内空气的密度,管道内空气的密度,kg/m3。管道内
6、气流平均速度是管道断面上各测点流速的取平均值。管道内气流平均速度是管道断面上各测点流速的取平均值。(二)直读式(二)直读式1 1、热球式热电风速仪、热球式热电风速仪 2 2、旋浆叶轮式风速计、旋浆叶轮式风速计8.1.4 8.1.4 管内流量的确定管内流量的确定确定平均流速后,可按下式确定平均流速后,可按下式计计算管内流量算管内流量L L:式中式中 F F管道断面管道断面积积()管道内气体的流速和流量与大气管道内气体的流速和流量与大气压压力、管内的气流温度有关;力、管内的气流温度有关;在在给给出流速、流量的同出流速、流量的同时时,也要,也要给给出气流温度和大气出气流温度和大气压压力。力。集气口测
7、流量法集气口测流量法 集气口流量计是从大气采集气体并设于风管端面上的流量集气口流量计是从大气采集气体并设于风管端面上的流量测量装置。它是根据静压降数值与流量成正比的原理,测量测量装置。它是根据静压降数值与流量成正比的原理,测量流量和速度的。流量和速度的。当空气从大气当空气从大气进进入入风风管管时时,先通,先通过过具具有有渐缩渐缩形状的集气口,气流速度逐形状的集气口,气流速度逐渐渐增加,增加,静静压则压则逐逐渐渐降低。降低。对对断面断面0-00-0和和1-11-1之之间间的的能量方程:能量方程:令(为集气口流量系数)为集气口流量系数)在实验室进行管内流量测量时,可用孔板流量计、喷嘴、进口在实验室
8、进行管内流量测量时,可用孔板流量计、喷嘴、进口流量管、弯头流量计等固定的测量装置。流量管、弯头流量计等固定的测量装置。得得 用用测测定静定静压压的方法,同的方法,同样样可以可以测测得得风风管的管的风风量;量;还还可以看出,可以看出,集气口的集气口的进风进风量与其静量与其静压值压值 的平方根成正比。的平方根成正比。8.1.5 8.1.5 用于含尘气流的测压管用于含尘气流的测压管 毕托管只适用于无尘气流的测量。因此必须采用其它形式的毕托管只适用于无尘气流的测量。因此必须采用其它形式的测压管。测压管。S S型测压管就是其中的一种。型测压管就是其中的一种。S S型测压管由两根同样的金型测压管由两根同样
9、的金属管组成,测端做成方向相反的两个开口属管组成,测端做成方向相反的两个开口(图图8-8)8-8)。测定时,。测定时,个个开口面向气流,另一个则背向气流。开口面向气流,另一个则背向气流。S S型测压管的优点是,测端开口大,管径粗,不易被粉尘堵塞;型测压管的优点是,测端开口大,管径粗,不易被粉尘堵塞;其缺点是,测量误差较大,在气流速度较低时尤其明显。其缺点是,测量误差较大,在气流速度较低时尤其明显。S S型测压型测压管的测孔有方向性,两个开口的朝向与校正时的朝向必须一致,管的测孔有方向性,两个开口的朝向与校正时的朝向必须一致,不能颠倒,在测定时必须注意。不能颠倒,在测定时必须注意。S S型测压管
10、的修正系数型测压管的修正系数不仅与测压管的结构形式有不仅与测压管的结构形式有关,还与测速范围有关。关,还与测速范围有关。8.2 8.2 含尘浓度测定含尘浓度测定 粉尘的物理性质和空气中的含尘浓度,是评价除尘器效率粉尘的物理性质和空气中的含尘浓度,是评价除尘器效率和车间内空气质量的重要依据;因此,对其测定是十分重要的。和车间内空气质量的重要依据;因此,对其测定是十分重要的。测定粉尘物理性质和空气含尘浓度的主要目的是:测定粉尘物理性质和空气含尘浓度的主要目的是:1 1)评定车间工作区的含尘状况,检查含尘浓度是否在国家卫生)评定车间工作区的含尘状况,检查含尘浓度是否在国家卫生标准范围以内,以此作为设
11、置或改进通风除尘装置的依据。标准范围以内,以此作为设置或改进通风除尘装置的依据。2)2)掌握除尘系统中气流的含尘状况,作为评定除尘装置的依据,掌握除尘系统中气流的含尘状况,作为评定除尘装置的依据,确定是否要改进或调整除尘装置。确定是否要改进或调整除尘装置。3)3)分析研究各种除尘设备的实际效果。分析研究各种除尘设备的实际效果。8.2.1 8.2.1 粉尘主要物理性质的测定粉尘主要物理性质的测定 1 1、粉尘真密度的测定粉尘真密度的测定 为测得粉尘的真密度,首先要准确测出粉尘本身的体积,即为测得粉尘的真密度,首先要准确测出粉尘本身的体积,即应当准确扣除尘粒之间的空隙。可以采用多种方法,比较常用应
12、当准确扣除尘粒之间的空隙。可以采用多种方法,比较常用的是液相置换法,即应用比重瓶法进行测定。的是液相置换法,即应用比重瓶法进行测定。下面介绍用液相置换法,即比重瓶法测定粉尘真密度的方法。下面介绍用液相置换法,即比重瓶法测定粉尘真密度的方法。用比重瓶法测定粉尘真密度的步骤是:利用液相介质浸没用比重瓶法测定粉尘真密度的步骤是:利用液相介质浸没全部尘样,在真空状态下排除粉尘内部的所有空气,求出粉尘全部尘样,在真空状态下排除粉尘内部的所有空气,求出粉尘在密实状态下的体积和质量,最后算得单位体积粉尘的质量,在密实状态下的体积和质量,最后算得单位体积粉尘的质量,即真密度。即真密度。2、粉尘粒径分布的测定、
13、粉尘粒径分布的测定 测定粉尘粒径分布的方法很多。每一种方法往往适合于一测定粉尘粒径分布的方法很多。每一种方法往往适合于一定的条件,名种测定方法根据的基本原理不尽相同,因此所测定的条件,名种测定方法根据的基本原理不尽相同,因此所测得的粒径含义也不同。得的粒径含义也不同。(1 1)移液管法)移液管法 移液管法是利用粒径不同的粉尘在液体介质中沉降速度不移液管法是利用粒径不同的粉尘在液体介质中沉降速度不同的原理来测得粒径分布的。移液管法测得的尘粒粒径是斯托同的原理来测得粒径分布的。移液管法测得的尘粒粒径是斯托克斯粒径。克斯粒径。(2 2)沉降天平法)沉降天平法 沉降天平法运用的原理和移液管法基本相同。
14、它们都是利沉降天平法运用的原理和移液管法基本相同。它们都是利用粒径不同的粉尘在液体介质中沉降速度不同,使粉尘颗粒分用粒径不同的粉尘在液体介质中沉降速度不同,使粉尘颗粒分级的。级的。(3 3)离心沉降法)离心沉降法 离心沉降法的原理是,不同粒径的尘粒在高速旋转时,受离心沉降法的原理是,不同粒径的尘粒在高速旋转时,受到不同的惯性离心力,从而实现尘粒的分级。到不同的惯性离心力,从而实现尘粒的分级。(4 4)惯性冲击法)惯性冲击法 惯性冲击法是利用惯性冲击原理对粉尘粒径进行分级的。惯性冲击法是利用惯性冲击原理对粉尘粒径进行分级的。(5 5)电导法)电导法 库尔特粒径测定仪(计数器)是用电导法使粉尘分级
15、的一库尔特粒径测定仪(计数器)是用电导法使粉尘分级的一种仪器。其基本原理是根据尘粒在电解液中通过小孔时,种仪器。其基本原理是根据尘粒在电解液中通过小孔时,小孔处电阻发生变化,由此引起电压波动,其脉冲值与尘小孔处电阻发生变化,由此引起电压波动,其脉冲值与尘粒的体积成正比,从而使粉尘颗粒分级。粒的体积成正比,从而使粉尘颗粒分级。8.2.2 8.2.2 空气中粉尘浓度的测定空气中粉尘浓度的测定 空气中粉尘浓度的测定,对评价除尘系统性能,评定车空气中粉尘浓度的测定,对评价除尘系统性能,评定车间空气环境质量、改进和研制除尘设备是十分重要的。间空气环境质量、改进和研制除尘设备是十分重要的。1.工作区含尘浓
16、度的测定工作区含尘浓度的测定 测定工作区含尘浓度的方法有滤膜法、测定工作区含尘浓度的方法有滤膜法、射线法、压电天平法射线法、压电天平法等。等。射线测尘仪和压电天平测尘仪都是快速测尘仪。射线测尘仪和压电天平测尘仪都是快速测尘仪。射线测尘仪是利用低能射线测尘仪是利用低能射线通过粉尘层时,射线的强度因射线通过粉尘层时,射线的强度因粉尘层的吸收而减弱,减弱的程度则与粉尘层厚度有关的原理,粉尘层的吸收而减弱,减弱的程度则与粉尘层厚度有关的原理,经换算可得到工作区含尘浓度。经换算可得到工作区含尘浓度。压电天平测尘仪是运用石英晶体片上的尘粒质量改变引起电压电天平测尘仪是运用石英晶体片上的尘粒质量改变引起电磁
17、振荡频率的变化,其变化量最终与空气中的粉尘浓度成线性磁振荡频率的变化,其变化量最终与空气中的粉尘浓度成线性关系的原理测得粉尘浓度的。这些方法中,以滤膜法测尘最为关系的原理测得粉尘浓度的。这些方法中,以滤膜法测尘最为常用。常用。滤膜法测定原理滤膜法测定原理 在在测测定地点用抽气定地点用抽气设备设备抽吸一定体抽吸一定体积积的含的含尘尘空气,空气,当它通当它通过滤过滤膜采膜采样样器中的器中的滤滤膜膜时时,粉,粉尘尘被被滤滤膜阻留。根膜阻留。根据采据采样样前后前后滤滤膜的增重膜的增重(即集即集尘尘量量)和和总总抽气量,就能算抽气量,就能算出出单单位体位体积积空气中的空气中的质质量含量含尘浓尘浓度度 图
18、图8-21 测定工作区空气含尘浓度的采样系统测定工作区空气含尘浓度的采样系统1-滤膜采样器滤膜采样器 2-压力计压力计 3-温度计温度计 4-流量计流量计 5-抽气机抽气机 6-调节阀调节阀 7-支架支架 式中 采样前滤膜的质量(mg);采样后滤膜的质量(mg);换算到标准状态后的抽气量()2.管道内气流含尘浓度的测定管道内气流含尘浓度的测定 图图8-23 管道采样系统管道采样系统1-采样头采样头 2-采样管采样管 3-滤膜采样器滤膜采样器 4-温度计温度计 5-压力计压力计6-流量计流量计 7-螺旋夹螺旋夹 8-橡皮管橡皮管 9-抽气设备抽气设备 图图8-238-23所示的管道内气流含尘浓度
19、的测定装置与工作区采样所示的管道内气流含尘浓度的测定装置与工作区采样装置的差别,是在滤膜采样之前增设了采样管装置的差别,是在滤膜采样之前增设了采样管2 2。含尘气流采样。含尘气流采样管进入采样装置,因此采样管也称引尘管;采样管头部设置了可管进入采样装置,因此采样管也称引尘管;采样管头部设置了可更换的尖嘴形采样头更换的尖嘴形采样头1 1。滤膜采样器的结构也略有不同,在滤膜。滤膜采样器的结构也略有不同,在滤膜夹前增设了圆锥形漏斗。夹前增设了圆锥形漏斗。按照集尘装置按照集尘装置(滤膜或滤筒滤膜或滤筒)放置的地方不同,采样方式分放置的地方不同,采样方式分为为管内采样管内采样和和管外采样管外采样两种。图
20、两种。图8-238-23所示系统中的滤膜放在所示系统中的滤膜放在管外,称为管外采样。如果滤膜或滤筒和采样头一起直接插管外,称为管外采样。如果滤膜或滤筒和采样头一起直接插入管内,称为管内采样。管内采样能防止因高温烟气结露引入管内,称为管内采样。管内采样能防止因高温烟气结露引起的采样管堵塞,主要用于含尘气体温度高、浓度大、有凝起的采样管堵塞,主要用于含尘气体温度高、浓度大、有凝结水产生和管径较大的场合。结水产生和管径较大的场合。因为管道中气体的流速分布、粉尘浓度分布等因素与工作因为管道中气体的流速分布、粉尘浓度分布等因素与工作区有很大的差别。管道内含尘浓度的测定有两个显著特点:区有很大的差别。管道
21、内含尘浓度的测定有两个显著特点:一是必须实现一是必须实现等速采样等速采样,即采样头进口处的采样速度应等于,即采样头进口处的采样速度应等于风管内该点的气流速度;二是在风管的测定断面上必须风管内该点的气流速度;二是在风管的测定断面上必须多点多点采样采样,以测得平均含尘浓度。,以测得平均含尘浓度。8.2.3 8.2.3 高温烟气含尘浓度的测定高温烟气含尘浓度的测定 测定管道中高温气体的含尘浓度时,涉及到气流的温度、压力、测定管道中高温气体的含尘浓度时,涉及到气流的温度、压力、含湿量和气体的成分等参数。因此,高温测尘采用的设备和方法比常含湿量和气体的成分等参数。因此,高温测尘采用的设备和方法比常温测尘
22、复杂。温测尘复杂。高温测尘和常温测尘的差别主要有:高温测尘和常温测尘的差别主要有:1)高温烟气是干烟气和水蒸汽的混合气体,为了防止水蒸气出现凝高温烟气是干烟气和水蒸汽的混合气体,为了防止水蒸气出现凝结对流量计示值的影响,在流量计前要设置吸湿器,以除去烟气中的结对流量计示值的影响,在流量计前要设置吸湿器,以除去烟气中的水蒸汽。因此要预先测定烟气的含湿量。水蒸汽。因此要预先测定烟气的含湿量。2)在采样装置内高温烟气的温度、压力和含湿量都会发生变化,要在采样装置内高温烟气的温度、压力和含湿量都会发生变化,要根据这些变化对流量计读数进行修正。根据这些变化对流量计读数进行修正。3)测定高温烟气时,不能采
23、用普通滤膜,应根据需要选用玻璃纤维测定高温烟气时,不能采用普通滤膜,应根据需要选用玻璃纤维滤筒或刚玉滤筒。滤筒或刚玉滤筒。4)为了防止烟气中水蒸汽在采样管内冷凝,高温烟气常用管内采样,为了防止烟气中水蒸汽在采样管内冷凝,高温烟气常用管内采样,即采样嘴、滤筒和一部分采样管置于烟道内,以防止水蒸汽在釆样管即采样嘴、滤筒和一部分采样管置于烟道内,以防止水蒸汽在釆样管内冷凝。如果采用管外采样,采样管必须保温或设置加热装置,保证内冷凝。如果采用管外采样,采样管必须保温或设置加热装置,保证采样器前的管路不结露。采样器前的管路不结露。烟气含湿量的测定烟气含湿量的测定 如果高温烟气冷却时所产生的凝结水进入转子
24、流量计,则将使转如果高温烟气冷却时所产生的凝结水进入转子流量计,则将使转子变重,影响其读数,严重时还会使转子失灵。因此,必须在转子流子变重,影响其读数,严重时还会使转子失灵。因此,必须在转子流量计前设置吸湿装置,并测定烟气的含湿量。量计前设置吸湿装置,并测定烟气的含湿量。测定烟气含湿量的常用方法有:称重法、干湿球温度法和冷凝法。测定烟气含湿量的常用方法有:称重法、干湿球温度法和冷凝法。这里介绍这里介绍称重称重法和干湿球温度法。法和干湿球温度法。1)称重法)称重法 测定原理:是从烟道中抽出一定体积的烟气,在通过装有吸湿剂测定原理:是从烟道中抽出一定体积的烟气,在通过装有吸湿剂的吸湿管时,水蒸汽被
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