淺談靜壓差法測定通風機風量的原理及公式推導

許 睿

（山西煤礦礦用安全產品檢驗中心，山西 太原 0300012）

淺談靜壓差法測定通風機風量的原理及公式推導

許 睿

（山西煤礦礦用安全產品檢驗中心，山西 太原 0300012）

煤礦用主通風機的風量測定是主通風機安全技術性能檢測的重要環節之一。作者從理想氣體伯諾利方程著手，闡述并推導了靜壓差法測定風量的測定計算方法，對專業檢測檢驗機構檢驗人員有一定的技術參考價值。

主通風機、風量、靜壓、檢測檢驗

煤礦在用主通風機是煤礦重要大型設備之一，對在用主通風機定期安全檢測檢驗是十分必要的。這在《煤礦安全規程》第一百二十一條有著嚴格的規定。其中主通風機的風量測定是煤礦主要通風機安全技術性能檢測的重要環節之一，能否準確測定風量將直接影響到主通風機安全技術性能的判定。

《煤礦在用主通風機系統安全檢測檢驗規范》AQ1011第“5.5.3”條規定了目前常用的三種風速測定方法：皮托管測定法，全壓管、附壁靜壓片測定法，風速傳感器、遙測風速計測定法，而這三種方法對檢測現場的條件要求較高，測定儀器儀表有時難于按照規范和標準進行裝設，從而風量測定準確度低，不能滿足煤礦主要通風機安全技術性能檢測的要求。筆者根據多年煤礦現場檢測檢驗經歷，參考通風機生產廠家的在線監測方案，認為靜壓差法測定風量精確、簡便，易于操作，因此值得推廣使用。

靜壓差法是基于流體力學原理，進行風量測定計算的。流體在通過變徑管時，由于流速變化和阻力的影響，流體內部能量會發生相互轉化，其轉化量的大小與流體流量和變徑管的幾何尺寸及形狀存在著相應的關系，找出上述關系即可以測定流體的流量。基于上述原理測定時在通風機入口逐漸收縮段上，選擇兩個近距離（異徑）斷面（如圖1所示），通過測定1－1截面，2－2截面靜壓差來計算風量。

因為1－1、2－2斷面之間的距離很近，所以兩斷面間的阻力可忽略不計，同時由于1－1、2－2斷面在同一水平高度，勢能為相等，據此列出1－1、2－2斷面的理想流體伯諾利方程為

圖1 靜壓差測量流量示意圖

式中：P1、P2為 1－1、2－2 斷面的靜壓，Pa；ν1、ν2為1－1、2－2 斷面的風速，m/s；ρ為 1－1、2－2 斷面的平均空氣密度，kg/m3。

再由流體流動連續性方程得出:

式中：Q 為風量，m3/s；S1、S2為 1－1、2－2 斷面面積，m2。

聯合方程（1）（2）可得：

令 ΔP=P1-P2，和S1、S2是可以測定的定值，可以設定

式中：k因斷面變化而產生的壓力損失系數，可近似取為0.99。則Q=a·

所以測定出ΔP即1－1、2－2斷面的靜壓差就可以求出主通風機風量。

靜壓差法測定主通風機風量時，所測定的項目參數少，參數值現場易于獲取，操作簡便可行，且僅使用一些通用儀器儀表。目前一些通風機制造廠家已采用此方法對主通風機進行在線實時監測，對于專業檢測檢驗機構在主通風機檢測檢驗中采用靜壓差法測定風量也是行之有效，值得推廣的。

Principle and Formula Derivation for Flow Rate Measurement of Main Fan by Static Differential Pressure Method

XU Rui
(Shanxi Mining Safety Goods Testing Center,Taiyuan Shanxi 030012，China)

The flow rate measurement of main fan is one of important chains of safety technology.Fromthe ideal gas of Bernoulli equation,the author discussed the static differential pressure method to determine the flow rate.The method provides some reference for professional inspection and testing institutes and personnel.

main fan;air volume;static pressure;inspection and testing

TU834.3+3

A

1672-5050（2010）11-0055-02

編輯：徐樹文

2010-09-16

許 睿（1971—），男，山西襄汾人，大專，工程師，從事煤礦礦用安全產品檢驗工作。