矿井通风与安全课程实验指导书1012【参考】.doc

矿井通风/矿井通风与安全课程实验（共6学时） 实验一 大气参数测定 一、实验目的 1.掌握测定大气压P、空气湿度ψ的方法、测定原理及测试仪表的结构、使用方法； 2.计算湿空气密度ρ； 3.掌握风压测定仪表的构造和使用方法，风流点压力的测定方法； 4.通过实验更好地理解压入式通风和抽出式通风时风流任一点的全压、静压和动压的相互关系，以及风流某一断面上的风速分布。 二、实验原理 1.空气密度计算公式为： 式中：P——空气的压力（绝对大气压），Pa； t——空气的温度，℃； Ps——温度t时饱和水蒸气的分压，Pa，（可从教材附录中查得）； φ——相对湿度，用小数表示（%）。 2.抽出式 压入式 三、实验仪器及操作方法 实验用到的仪器设备及器材包括：空盒气压计；水银气压计；JFY-1型矿井通风参数检测仪；干湿球温度计；皮托管；胶皮管；JKTS－Ⅲ型通风实验装置；YYT-2000倾斜式微压计；扇风机管网系统；testo465红外转速仪。 1.大气压测定 测定大气压的仪器是：气压计，常见的气压计一类是水银气压计，一般用于室内测量，精度较高，另一类是空盒气压计，井下测定使用这种仪表。另外，还可用JFY-1型矿井通风参数检测仪测定气压值。 （1）水银气压计 水银气压计有动槽式和定槽式两种。 动槽式水银气压计（图1a）的主要部件是一根倒置于可动水银槽内的玻璃管，管的上端水银面上是真空的，槽内液面则通向大气，根据托理拆利实验原理，可知玻璃管内水银柱高度就表示了大气压力（毫米汞柱或毫巴）。 1—气压计标尺；2—玻璃罐封闭端； 1—水银表面；2—指针；3—玻璃罐； 3—温度计；4—玻璃罐开口端 4—螺钉；5—水银池；6—游标旋钮 图1a 定槽式水银气压计 图1b 动槽式水银气压计 测定时，转动底部调节螺丝4，使槽内水银液面正好与象牙指针2触及，然后转动螺丝6，使游标1的下切口与水银顶面相切，有刻度尺和游标1读出大气压的读值（P读）。因为刻度尺是金属的，热胀冷缩，所以要进行读值的湿度校正，有温度计5读出测定的温度，从表1查出温度校正值ΔP温，实际大气压:P0=P读＋ΔP温。 定槽式水银气压计（图1b）的下部水银槽是固定不动的，除不必调节槽内液面高低外，其余使用方法与动槽式相同。 表1 黄铜刻度尺换算到0℃时温度校正值 温度 ℃ 气压计读值（P读）mmHg 740 750 760 770 780 10 －1.21 －1.22 －1.24 －1.26 －1.27 15 －1.81 －1.83 －1.86 －1.89 －1.91 20 －2.41 －2.44 －2.48 －2.51 －2.54 25 －3.01 －3.05 －3.09 －3.13 －3.17 30 －3.61 －3.26 －3.71 －3.75 －3.80 P=P读＋ΔP刻＋ΔP温＋ΔP补=770－0.1－0.45＋0.6=770.05mmHg （3）JFY-1型矿井通风参数检测仪 JFY-1型矿井通风参数检测仪是一种能同时测定井下绝对压力、相对压差、风速、温度、湿度以及时间的精密便携式矿井通风参数综合监测仪器。适用于煤矿井下，为均压防灭火，科学管理矿井通风以及测定矿井风网压能图提供了有效的测量手段。采用镉镍电池，可连续工作八小时和200次充电。如图3所示。 图3 JFY-1型矿井通风参数检测仪 测量范围及精度、分辨率参数 测量范围 精度 测量分辩率 绝对压力 800～1200hPa ±1hPa 0.1hPa 相对压差 ±400mmH2O ±1mmH2O 0.1mmH2O 温度 -30～40℃ ±0.5℃ 0.1℃ 湿度 50%～99%RH ±4%RH1%RH 风速 0.4～15m/s 0.4～5m/s时≤0.20m/s 0.1m/s 5～10m/s时≤0.30m/s 14.5m/s时≤0.40m/s 1－干球温度玻璃罐；2－湿球温度玻璃罐；3－湿球 图4风扇湿度计 测定前将湿球上的纱布用清水润湿。用风扇湿度计测定时，用小风扇罩上的锁匙将发条上紧，风扇转动，使空气以一定速度（1.7～3.0m/s）流经干、湿温度计的水银球周围，1～2分钟，两支温度计示数稳定即可读取。 根据测出的干球温度和湿球温度，查湿空气线图，可以得知此状态下空气的温度、湿度、比热、比焓、比容、水蒸气分压、热量、显热、潜热等资料。例如：干球18度，湿球15度时，其度差3度之纵栏与湿球15度之横栏交叉68度就是表示湿气为68%。 通过测的的数值，对照湿空气线图可以计算空气加热，冷却，加湿和减湿的状态变化。