实验一

安全专业实验标准风洞及风速测量仪表校正实验一、实验目的二、仪器与设备三、风表的校正方法和步骤四、测量数据处理五、实验报告要求一、实验目的风表的用途风表的种类：高速、中速和低速三种。风表校正的必要性风表校正的作用了解标准风洞的结构和工作原理掌握风表校正的方法和操作步骤二、仪器与设备依据矿用风速仪表检定装置通风技术条件MT350-941、FKS-1型开式标准风洞1）FKS-1型开式标准风洞结构2）风洞测量原理及技术指标原理：该风洞配备一组孔板流量计，用以测量其两侧的压差，然后换算为试验段内的风速。技术指标：风洞喷口直径为15mm，有效工作直径不小于110mm，流场风速均匀性相对偏差δv≤1.5%。流场风速稳定性相对偏差δs≤0.5%，测速范围为0.2~30m/s。开口风洞射流场开口风洞将喷口射出的气流作为试验段。这种不受固体边界限制，在周围静止介质中扩散的射流，称为自由射流。紊流射流的内外边界都是直线，并且等速核心流内边界半收缩角的正切为：tg（α/2）=a/0.67，系数a=0.08,α/2=6.8°。理论和实验表明，开口风洞自由射流核心流的直径与其喷口间距的关系：（1）距离喷口75mm处，等速核心流直径d的理论与实测值均为132mm；（2）距离喷口150mm处，d的理论值为111mm，实测值为114mm。3）风洞配套仪表①微差压计—准确度二等；②皮托管—校正系数0.998~1.004，准确度二等；③气压计—量程81~107kPa，最小分度值是10Pa；④温度计、干湿表—最小分度值0.5℃；⑤秒表—最小分度值为0.1s。2、被检风表及技术要求风表机械零件和转动检验完好。风表测速范围：低速风表：0.3~5.0m/s中速风表：0.6~10.0m/s高速风表：0.8~15.0m/s(叶式)1.0~20m/s（杯式）风表启动风速：低速风表：≤0.2m/s中速风表：≤0.4m/s高速风表：≤0.5m/s(叶式)≤0.7m/sm/s（杯式）三、风表的校正方法和步骤1、风表的安装①将被检风表固定到三位夹具上，并把它调整到喷口中心位置上，面向喷口，保证叶片风表的叶轮动平面与风洞轴线垂直及杯式风表的风杯转动平面与风洞轴线平行；②当风速大于0.5m/s时，要求叶片式风表距离喷口L=75mm，杯式风表旋转轴距离喷口L=35mm，并且风表刻度盘平行于气流方向。2、孔板的选择按被检风表的测速范围，由低速到高速顺序选定孔板风表类型DFA系列风表孔板差压取值及板号选择微速Vm/s0.40.580.760.941.121.31.6ΔPk×9.8/Pa40.38.214.121.530.641.254.8孔板号4333333中速Vm/s12456810ΔPk×9.8/Pa24.46.224.838.855.85.58.5孔板号3222211高速Vm/s25811141720ΔPk×9.8/Pa6.238.85.510.816.724.734.2孔板号22111113、测点的调节：每只风表的校正不得少于6个测点，先按风速递增方式调节。4、风表读数Vs：相邻2次误差检验要求：叶式风表为最小分度的1格，带计时装置的杯式风表最小分度的1/5格，否则须重测。4、风表读数Vs带计时装置的风表，风表的示值Vs用m/s或格/s表示。不带计时装置的风表必须配合秒表使用，由风表、秒表读数求出Vs值，以格/s或m/s表示；计算3次风表读数的算术平均值作为该测点的风表示值Vs，并将其转换为标准状态下的值：1.2ssVV标5、大气参数测定每校正一只风表均应测出当时的室内大气压力、温度、湿度等参数，以求解空气密度ρ。3000.3783.483101273.15spPtp式中：ρ—空气密度，kg/m3；t—室内温度，℃；p0—室内大气压力，Pa；ps—室温t时的饱和水蒸气压，Pa；—相对湿度，%。6、皮托管测定实际风速V在距喷口75mm的等速区内，布置1个皮托管，将其轴心孔迎对风流方向，并与喷口轴线平行尽量重合安置。每间隔1min，测量3次速压，取平均值，按下式计算风速：v2hV式中：V——工作段实际风速，m/s；hv——速压实测值，Pa；ξ——皮托管修正系数；ρ——空气密度；p0——实验室大气压力，Pa；t——实验室气温，℃1.2VV标将上述所有的测量数据记录到下表中风表校正原始记录表所用检定设备大气压力P=（Pa）测点孔板号室内温度t/℃空气密度速压hv×9.8（Pa）实际风速V标（m/s）风表读数（格/s）或（m/s）表风速Vs标（m/s）123平均123平均12……备注起动风速V=（m/s）风表型号编号送检单位：年月日四、测定数据处理将风表所有测点的相应V和Vs数据组作直线回归，可利用Excel工具作直线拟合获得。1111,nnissiiiVVVVnn标标标标sVaVb标标式中：直线斜率直线截距式中n——测点数据组数相关系数R≥0.995合格，R≤0.990不合格，介于两者之间需重新检定。21211()()()()nxxsisinyyiinxysisiiLVVLVVLVVVV标标标标标标标标xyxxLaLsbVaV标标/xyxxyyRLLL相关系数绘制风表校正曲线五、实验报告要求1、风表校正实验目的、方法和步骤。2、风表型号、技术参数，校正实验的原始记录表。3、实验数据处理，求解风表校正公式，并通过相关系数分析，检验风表的合格性。4、利用Excel工具绘制风表校正曲线。5、说明风表校正公式的使用方法。思考题1、标准风洞有哪几种类型、有何用途？2、标准风洞主要技术指标是什么？3、风表校正有何意义？4、对被检风表有何要求？5、风表校正为何要考虑空气密度的影响？