安全工程专业实验教程2.4矿井通风阻力测定

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1、××学院矿井通风阻力测定一、实验目的掌握用压差计法和气压计法测定矿井通风阻力的方法。二、仪器设备补偿式微压计（U形水柱计，压差计）；胶皮管（内径4～6mm）40m及l00m各1根；皮托管2支；高、中、微速风表各1块，秒表1块；湿度计一台；空合气压计一个；皮尺（20～30m）一根；工业酒精，直通管等。三、实验原理1、压差计法用压差计和皮托管测定井巷通风阻力的布置方式如图2-22所示；在测点m和n安设皮托管，用胶皮管分别将两个皮托管上的静压接在压差计上，此时压差计的读数值应为两点的静压差和位压差之和，分析如下：图2-22压差计法测定布置示意图1-皮托管；2-传压胶皮管；3-压差计三、实验原理从图

2、上可知，皮托管将m点的绝对静压接受过来并经胶皮管传到压差计右侧液面上，由于胶皮管内空气柱的压力作用，其压力要减少（Z+△Z）ρ毫米水柱，所以右侧液面所受的压力为：（2-27）同理，压差计左侧液面所受的压力：（2-28）压差计液面上升高度就是两液面上的压力差所造成的，故：（2-29）式中：Pm——测点m的空气绝对静压，毫米水柱；Pn——测点n的空气绝对静压，毫米水柱；Z——两测点的高差，m；ρ——胶皮管中的空气密度，kg/m3。三、实验原理测定时，如果胶皮管中空气的温度和巷道中空气的温度一致，即，那么，由此可得：（2-30）根据伯努利方程式，测点m和n间的通风阻力应为（2-31）三、实验原理对

3、照上述两式可知，只要，则（2-32）式中：L读——压差计读数，毫米水柱；K——压差计校正系数；vm，vn——两测点上的平均风速，m/s；ρm，ρn——两测点的空气密度，kg/m3。上式就是用皮托管和压差计测定通风阻力计算式，所以还要用风表测定两点的平均风速，同时测量巷道的气压、温度、湿度，以计算空气密度。三、实验原理具体测定的做法时，从第一个测点开始，在前后两测点处各设置一个静压管（或皮托管），在后测点的下风侧6～8m处安设压差计，将压差计调整水平并调零，长胶皮管的一端接m点的静压管（或皮托管的静压端），另一端接在压差计的“+”接管上-短胶皮管一端接n点的静压管，另一端接在压差计的“－”接管

4、上，此时待压差计液面稳定后可读数。如果液面波动，可连续读几个数求平均值。在测定压差的同时，其他小组应进行风速、大气条件和巷道几何参数的测量。2、气压计法气压计法是用恒温气压计或精密气压计测定两点间的绝对静压差，再加上两测点的位压差、速压差以计算通风阻力。三、实验原理用精密气压计法测算通风阻力，是气压计法中的一种方法。绝对静压差由数值显示的精密气压计来测定，示意图和外观如图2-23所示。该仪器的原理是利用真空膜合由于气压变化产生的位移带动差动变压器铁芯移动，其输出电压随着变化的道理，实现对气压的测定。整机为矿用本质安全型电路。图2-23矿用气压计示意图及外观1-压差灵敏度调电位计；2-气压零点

5、调整电位计；3-气压灵敏度调整电位计；4-气压咀；5-充电器插座；6-电源、开关；7-压差调零电位计；8-转换开关图2-23矿用气压计示意图及外观三、实验原理（1）仪器的操作方法①气压差显示：将仪器电源开关⑥拔至“开”，转换开关⑧拨至“压差”挡且调零电位计不动，当气压发生变化时，仪器即可以毫米水柱为单位显示出大气压力的瞬间变化值。②气压值显示：将仪器电源开关⑥拨至“开”，转换开关⑧拨至“压差”档，调节“调零”电位计⑦，使仪器显示为零，此时将转换开关⑧拨到“气压”档，仪器显示的数值与基准气压值950毫巴相加，即可得到当地当时的大气压力值。（2）调试标定方法①压差灵敏度校正：将仪器电源开关⑥拨至

6、“开”，转换开关⑧拨至“压差”档，调整仪器“调零”电位计⑦，使仪器显示为负值，此时将一标准压力200mmH2O送至“气压咀”④，仪器应显示200，如显示值与外加压力值有误差时，即调节压差灵敏度调整电位计①，使仪器显示为200（显示值＝原负值+200）。三、实验原理②气压零点校正：将仪器电源开关⑥拨至“开”，转换开关⑧拨至“压差”档，调整仪器“调零”电位计，使仪器显示为零，此时将转换开关⑧拨至“气压’档，仪器显示的读数与950毫巴基准气压值相加，即为当地当时大气压力值。如与标准水银气压计读数差值超过仪器的精度指标，（压差显示精确度：士（0.3mmH2O+1%×读数），气压显示精确度：100毫巴

7、范围内，平均误差<0.5毫巴），此时即调整气压零点调整电位计②即可。③气压灵敏度校正：将仪器电源开关⑥拨至“开”，转换开关⑧拨至“压差”档，调整仪器“调零”电位计⑦使仪器显示为零，又将转换开关⑧拨至“气压”挡，此时仪器的气压显示值记为Pl，再将转换开关⑧拨至“压差”档，调整“调零”电位计⑦，使仪器显示为158毫米水柱，再将转换开关⑧拨至“气压”档，此时仪器气压显示值记为P2，计算P2－Pl值应为15毫巴，如有