通风学Word格式.docx
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然后将活塞杆拉出，气体试样就被抽吸在唧筒内了。
再将开关把手置于（45
）封闭位置。
2、将检定管两端用小锉刀切断，把进气端插入唧筒的排气口上，再将开关把手置
于排气口位置，按照检定管的使用说明书对送气量和送气时间的要求，使气样流过检定
管CO与指示胶起反应，产生棕色环。
3、读数，由变色环上端指示的数字直接从检定管上读出CO浓度（PPM）。
管上刻
度所注的数字1即代表0.01%，2即代表0.02%……，每一格又分为5个小格，每个小格
相当于0.002%的浓度。
如果气样中CO含量超过检定管测量上限，可减少通气量，如通
气量为VmmL，则：
测定结果=检定管×
（100÷
V）（式中100指要求送气量为100mmL检定管）
如果气样中CO含量低于检定管测量下限，可增加通气次数，如果通气次数为N，则：
测定结果=检定管读数÷
N
四、实验报告要求
1.实验目的，被检测气体的种类、性质及主要危害；
2.实验仪器及原理；
3.实验步骤，检监测方法；
4.实验结果：
实验记录，数据整理计算；
5.检测方法评述分析。
五、实验注意事项
1.检定管应存放在不受日光直接照射的地方，同时温度不能太高，否则试剂可能变
质。
3
2.每种检定管都在其盒子上注明试剂的有效时间，超过此时间检定管将失去效用，
因此务必在有效期间内全部用完，以免造成浪费。
3.比色管禁止受日光照射及防止玻璃破裂，否则很快就会变色而失去作用，不用时
应取下放于盒中。
4.CO有剧毒做实验需要特别小心。
六、思考题
1.检测的一氧化碳（CO）含量较高（＞0.1%）或较低（＜0.01）时，由于比色管没
有这种含量的着色标准，可采取怎样的方法？
2.简述各种气体浓度检测方法的优缺点。
3.简述便携仪原理，说明其适用范围及特性。
4.影响气体浓度及检测精度的因素有哪些？
4
气候条件及风流参数测定实验
1.加深对矿井气候条件的理解；
2.掌握温度、湿度、风速的测定方法；
3.熟悉测定空气压力、密度的方法及所使用的仪器。
二、实验内容
1.气候条件测定；
2.空气密度的测定计算方法；
3.气压计、湿度计（或风扇式湿度计）、风表的原理及使用方法。
三、实验仪器及装置
1.湿度计（手摇式或风扇式）
2.气压计（数字气压计、水银气压计、空盒气压计）
3.风速表
4.空调器
四、实验原理
1、使用湿度计测量空气的干、湿温度及相对湿度。
湿度计是由两个相同的温度计构成，其中一个温度计的水银球包以湿纱布，称为湿温
度计，另一个叫干温度计。
当空气的温度和风速一定时，空气的相对湿度越大，湿纱布
的水分越不容易蒸发，因而湿温度计的读数越接近于干温度计的读数，从而使干、湿温
度计的读数之差越小；
相反，空气的相对湿度越小，湿纱布的水分充分蒸发，因而湿温
度计的读数低于干温度计的读数，从而使干、湿温度计的读数之差越大。
图4
干湿温度计5
2、气压计测定空气压力
静止的空气和流动的空气都是有压力的，只是压力大小不同而已。
所谓压力是指均
匀而垂直地作用在单位面积上的力。
空气压力的测定可以按真空（压力等于零）为起点
来测，也可以按当地大气压为起点来测。
前者的测定值叫绝对压力，后者的测定值叫相
对压力。
这是对所测空气压力的起点（或基准）不同而分出的两种压力。
气压计用来测
定绝对压力。
3、风速的测定
机械式风表测风采用线路法和定点法测定巷道平均风速。
用皮托管测定巷道点风速及速度场，计算巷道平均风速：
图5
气压计
2
v
h
r
=6
五、实验步骤
1、测量空气的干、湿温度及相对湿度
用蒸馏水充分湿润包裹在湿温度球上的纱布。
上紧发条，开动风扇不少于5分钟，当
湿纱布上的水分充分蒸发后，读取干温度t
干和湿温度t
湿。
根据干、湿温度计的读数之差
和干温度计的读数，从表1查出空气的相对湿度。
例如从湿度计读得干温度t
干=20
c，湿
温度t
湿=18
c，干湿温度计的读数之差Dt=20－18=2
c,根据t
干和Dt
值，从表1
查出相对
湿度j=81%。
根据空气的干温度表查饱和水蒸气压力。
空气中含有水蒸气，水蒸气压力的大小决定
于所含水蒸气量的多少。
空气温度一定时所能含的最大水蒸气量表现出的蒸气压力叫饱
和水蒸气压力。
例如，测得空气温度t
干=20
c，从表3
查得这时的饱和水蒸气压力P
饱
=17.5mmhg。
准备好气压计，检查好电源，放在地面可以直接读数；
水银气压计，首先须检查是否
完好，确保无漏气，调整液面，调节游标进行读数；
空盒气压计，放置到测定位置，直
接读数，需查校正曲线进行校正。
风速传感器，开通电源，计算机采集数据，直接测得点风速，根据点风速的分布可以
计算断面平均风速。
4、空气密度测算
根据以上参数，代入公式计算空气密度。
0.378
0.00348
（1）
P
P
P
T
j
r=-
饱
图6
皮托管及压差计7
式中r—空气的密度，Kg/m
3；
—空气的绝对压力，Pa；
T—空气的绝对温度，即T=273+t；
t—空气的干温度，度（0
c）；
j—空气的相对湿度，%；
饱—空气的饱和水蒸气压力，Pa。
从公式中看出，为测定空气的密度，必须测定空气的绝对压力、温度、相对湿度和
饱和水蒸气压力。
表1空气相对湿度表
干湿温度计读数之差
0
1
7
干温度
计读数
相对湿度（%）
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
100
81
86
87
88
89
90
91
92
92
63
71
72
74
75
77
79
80
82
83
84
85
85
46
58
59
60
62
64
65
67
68
69
70
73
76
78
78
43
48
50
52
53
55
57
61
66
72
31
33
36
39
41
45
47
49
51
66
—
30
32
35
37
54
56
59
34
40
42
44
538
表2
空气饱和蒸汽压力表
温度（0
c）1
8
9
10
11
12
13
14
15
水蒸气压力
（mmhg）
4.92
5.29
5.68
6.09
6.53
7.00
7.49
8.02
8.58
9.21
9.84
10.52
11.23
11.99
12.79
c）16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
13.64
14.50
15.5
16.5
17.5
18.7
19.8
21.1
22.4
23.8
25.2
26.7
28.4
30.1
31.8
六、实验报告要求
1.实验目的；
2.测定内容；
3.测定方法、仪器及原理；
实验记录，数据计算、整理；
5.气候参数变化分析。
实验记录及数据整理可参考表3。
表3
七、思考题
1.分析空气压力密度的影响因素及变化规律，
2.评述气候条件的测定方法。
观测项目计算项目
测量
地点
℃
湿温度
绝对压力
Pa
干湿温度计
读数之差℃
相对湿度%
饱和水蒸
气压
空气密度
Kg/m3
2
49
风流的点压力及其相互关系实验
1.测定并验证风流点压力及其相互关系；
2.加深在不同通风方式下，对风流点压力及相互关系的理解。
1.测定风流的静压、速压和全压；
2.熟悉不同通风方式下，全压、静压和速压之间的相互关系。
三、实验仪器、设备
矿井通风综合实验装置、皮托管、U型压差计、单管倾斜压差计、皮管、三通等。
无论空气处于静止或流动状态都有静压，静压作用在各个方向，或任一点的静压在
各个方向的数值相等。
流动着的空气除静压外还有速压，速压的作用方向与通风一致，因而只有与风流方
向相垂直的面上才能感受速压。
静压和速压是两种不同形式的压力，它们两者之间可以相互转化。
即风速减小，速
压降低时，绝对静压升高；
相反，风速增大、速压升高时，绝对静压降低。
空气流动时的任一点的绝对静压比不流动时要升高（压入式通风时），或要降低（抽
出式通风时）。
速压是在绝对静压升高或降低以后的基础上起算的，因此与风流方向相
垂直的面上，有绝对静压和速压的共同作用，一般称为绝对全压，即：
P=P+h
tsv
（1）
式中P
t—风流的绝对全压；
s—风流的绝对静压；
v—风流的速压。
绝对全压与绝对静压一样，也是按真空压力为零来起算，同时也有相对全压的概念。
相对全压也是同相对静压一样从当地大气压来起算的。
全压的作用方向与速压的作用方
向相同。
绝对静压、速压和绝对全压得关系如公式1所示，这一关系对于压入式和抽出式通
风管道中任一点风流都是成立的。
相对静压、速压和相对全压的关系，则与管道的通风方式有关，用公式表示如下：
压入式通风h=h+h
tsv
（2）10
抽出式通风h=h-h
tsv（3）
1、验证公式
（1）
图7
（1）采用皮托管接两台气压计，一台感受风流绝对全压，另一台感受绝对静压。
（2）分别用气压计测定Pt和P
s（Pa），按压入式和抽出式各测一次。
每次都是在风
速等于零（即静止空气）和风速达最高值时读取Pt和P
s，记入表4，并算出Pt和P
s之差。
另外在实验时当风速由零增大至最大和由最大减为零的过程中，要注意观测P全和P
静的
变化。
表4
2.测定、验证相对压力
选择巷道适当位置安装皮托管和压差计，风机分别作抽出式和压入式通风，如图8，
图9。
1号、2号和3号U形水柱计，分别测出相对全压、速压和相对静压，验证公式
（2）和（3）。
。
按计算项目要求进行整理，误差不超过5%，否则应分析原因并重新测
定。
实验条件PtP
sPt
s
风速等于零
（静止空气）
压
入
式风速达最高值
抽
出
式风速达最高值11
图8
图9
当风速小、速压不大，实验中可能因水柱计测出的读数小而引起较大的误差。
在
这种情况下，应采用单管倾斜压差计代替U形水柱计。
单管倾斜压差计的原理与U型水柱计相同，都是利用液柱高度与被测得空气压力相
平衡。
但是内部结构不同，仪器的精度不一样，单管倾斜压差计实质上也是一根U形管，
只是U形的一端加大面积，成为大断面的容器，另一端作成可变倾斜角度的测量管，从
而使液面的变化范围放大1/sinα倍（α为测量管与水平面的夹角）。
这样倾斜液柱的读
数误差，换算为垂直液柱就减少到sinα倍；
同时使用酒精作介质，进一步减小读数误
差。
所以单管倾斜压差计比U形水柱计（垂直的）精度要高。
图10为单管倾斜压差计。
在仪器底盘上安装容器和测量管，并用胶皮管将其连通。
容器的顶盖上由灌水螺栓，零
位调整螺栓和三通塞，底盘上有水准泡，测量管的倾角可用弧形板和销钉来调节。
三通
塞标有“0”、“+”和“－”三个位置，当反时针转动把手到“0”位置时，测量管借
胶皮管与容器相通，并使三通塞“0”孔与大气相通，而两个管接头“+”“－”都被隔12
断了，这是非工作位置。
此时可转动零位调整螺栓，调整测压管中的液面到零点。
当将
时针转动手把到“+”时，管接头“+”端与容器相通，管接头“－”号端与管接头相通，
并经胶皮管通向测量管液面，此时三通塞与大气的通路隔断了，这是工作位置。
待管中
液面稳定后，便可从测量管的刻度上读出倾斜液柱。
如换算为垂直液柱，应将倾斜液柱
乘以容器的校正系数K。
K值从弧形上读取，它决定于容器中的酒精密度，测量管的倾
斜角度，以及容器和测量管的断面积等因素。
使用前，先要通过灌水螺栓向容器灌以酒
精，调整底盘下的螺钉，使容器处于水平状态；
并把测量管放到所需的倾角（即定K值），
把较大的压力引入“+”号管接头，把较小的压力引入“－”号管接头。
然后才反时针
转动手把，使三通塞处于非工作位置，调整测压管中的液面到零点（不调到零，记下一
个初读数也可以）。
最后顺时针转动手把，使三通塞处于工作位置，这时从测量管读的
液面的读数。
从这一读数减去初读数，即为倾斜酒精柱，乘以K值，即为水柱。
图10
1.实验目的
2.主要实验仪器13
3.实验内容及原理
4.实验方法、步骤
5.实验结果（实验记录，数据计算、整理）：
1）气压计与压差计结合测定风流点压力，验证其相互关系
2）用压差计测定风流点压力并验证点压力关系
3）根据测定计算结果画出风流点压力关系图和水柱计液面关系图
6.实验结果分析。
七、实验注意事项
1．实验前需认真检查准备仪器，确保确保仪器完好，电量充足，对于气压计还应
进行认真校对；
2．仪器连接时必须仔细认真，集中精力，以免受伤或损坏仪器；
3．必须等风机运行稳定后才可读数记录。
八、思考题
1、影响风流点压力测定准确的因素有哪些？
2、根据实验体会，试分析巷道断面中风流速压、静压的分布规律，如何才能准确
测定这些压力？
14
通风阻力测定实验
掌握通风阻力、风阻及阻力系数的测定方法
测定通风巷道的沿程阻力、局部阻力，并计算其风阻值和阻力系数。
主要知识点：
能量方程、连续方程、阻力定律的应用；
通风阻力测定方法、方案的制定；
多种
通风参数测定的综合技能。
1.矿井通风综合实验装置
2.风表
3.皮托管
4.U型压差计
5.倾斜压差计
6.皮管
7.三通
8.气压计、干湿温度计、皮尺等
井巷通风阻力（包括摩擦阻力、局部阻力）反映的是单位体积流体在巷道中流动的
能量损失，是用能量方程来计算的。
式中r
—通风阻力，Pa,
P1、P2—两断面的静压，Pa；
r1、r2—两断面的空气密度，kg/m
V1、V2—两断面的平均风速，m/s；
Z1、Z2—两断面中心到基准面高度，m。
当风流沿断面均一的直线管道流动时，只存在摩擦阻力，它在总阻力中占有相当大
的比重。
其值与管道的长度、周长和风量的平方成正比，而与管道断面积的三次方成反
（）（）
22
1211221122
11
Pvvgzgz
hrPrrrmrm
Ê
ˆ
=-+-+-
Á
˜
Ë
¯
15
比，反映这些参数之间相互关系的公式就是下面的摩擦阻力公式：
h
f=Rf
Q
式中h
f—管道力，Pa；
Rf—管道的摩擦风阻，kg/m
7；
Q—管道中流过的风量，m
3
/s；
L—管道的长度，m；
U—管道的周长，m；
S—管道的断面积，m
2；
a—管道的摩擦阻力系数，kg/m
3。
通过选择测定方案，可以测定巷道的摩擦阻力、局部阻力、以及矿井总通风阻力。
（1）确定测定内容并选择实验方案；
（2）通过电动风门调整矿井通风综合实验装置，使之满足方案要求；
（3）确定阻力测定方案，准备记录表格、仪器，
（4）绘制测定线路图，并线路基础参数；
（5）开启风机，等运行稳定后进行正式实验。
LU
S
R
a
f=16
（6）实验数据整理，并进行实验结果分析。
1．实验的目的、意义；
2．实验方案：
测定内容、测定路线及测点布置；
3．测定方法选择、实验原理及主要仪器准备；
4．实验步骤过程；
5．实验数据整理；
6．实验结果分析。
需要根据不同测定内容、方法整理实验报告。
例如采用逐点法测定通风阻力，测定数据
的整理可采用表5、表6的形式，（仅作参考）。
1、测点布置在风流稳定、缓变流的地点；
2、在风流分叉、汇合及局部阻力大的地点，应设测点，测点与风流变化点之间应
有一定的距离；
3、测点的选择能有效的控制主要巷道和工作面的阻力分布情况；
4、其他巷道需测定风量。
简述通风阻力测定的方法，并分析各方法的测定精度。
17
表5测定路线：
通风阻力测定记录表时间：
年月日测定组：
断面尺寸温度压力
高宽面积
干球温
度
湿球温
相对压
力
绝对压
基点压
测点
编号
测点位置
断面
形状
支护
形式
标高
（m）
mmm
风速
m/s
℃℃mmH2OHpammH2O
备注
表6通风阻力计算结果表
测段巷道名称
巷道断
面形状
长度
m
断面积
风量
/s
静压差
Pa
位压差
动压差
通风阻力
风阻
Kg/m
7
阻力系数
3备注18
通风机的性能测定
1.测定通风机在不同工况点下运转通风参数、电参数和环境参数
2.计算绘制出被测通风机的Q-H、Q-N和效率曲线
3.熟悉通风机性能测定的方法、相关仪器的使用、以及数据处理过程
1、了解离心式通风机及轴流（对旋）通风机的一般构造。
2、用实验方法，绘成风机实际性能曲线
a、风压---流量曲线（H--Q）
b、功率---流量曲线（N--Q）
c、效率---流量曲线（η--Q）
通风机工作特
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