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摘 要：目前使用的測试标准中，对通风机风速风量测量方法有若干种，如何根据现场测试条件选择测试风量的测试方法尤为重要，但是由于现场测试环境的复杂化和多样化，对选择的测试方法有所差异，所得的测试结果也是不同的，对测试主通风机的评价也会有所影响。
关键词：通风机风量测试 风机性能评价
一、现场试验的一般条件和要求
1.在进行现场试验前应检查通风机的功能是否正常。
2.在通风机与流量和压力测量面之间的风道应无明显的内、外漏气现象。通风机进出口之间不得存在未规定的气体循环。
3.为保障试验操作人员安全及机器免受损坏所采取的措施，不应对通风机的气动性能有任何影响。
二、检测仪器设备及要求
通风机综合测试仪、皮托管、U型水柱计、单管倾斜压差计、电流钳、钢卷尺或激光测距仪、转速表、空盒气压计、数字气压计、三角支架若干个、数字温湿度计。以上涉及的测试仪器和设备，应符合相关标准要求。
1.皮托管。采用皮托管连接压力计测得差压（△P），其流速由下式计算：
测量差压的下限取决于测量所要求的精度和所选用的微压计的精度。一般情况下，在测量段中的任一个测量点上，当压差小于10 Pa时，不推荐使用皮托静压管。
为了使测量截面内由速度梯度所引起的流量误差保持在可忽略的限度内，皮托管头部直径d与风管的水力直径Dh之比d/Dh应不超过0.02。
（1）制造的皮托管应符合所规定的尺寸规范。（2）皮托管头部轴线与风管轴线的夹角应在士5°内，为此可提供适当的装置。（3）测量期间，皮托静压管应保持就地固定。（4）皮托管头部轴线与风管壁间的距离应大于皮托管头部直径。（5）皮托管头部直径现场雷诺数应大于500。这意味着对大气压力和温度下的空气，就地速度v（m/s）不得小于v=7.5/d，式中：d为皮托管头部直径，单位为mm。（6）各测试点的气流方向与管道轴线的夹角一般情况下应不超过10°，对少数的测点可以达到15°。
2.转叶式风速计。转叶式风速计限于在测量平面上的任意点不存在明显的速度脉动的条件下使用。其使用条件为：（1）风速计应好用，并在试验前后须经有关各方公认的权威机构校准。（2）风速计轴线应尽可能平行于风管轴线，当测量误差必须保持在1%以内时，则气流方向与风速计轴线夹角在任一测试点均不得超过5°。（3）仪表直径应小于测量截面最小直径的1/10。（4）如认定存在不规则速度分布，则应采用直径更小的风速计，并增加测试点数。（5）仪表的中心与管壁之间的距离不得小于仪表直径的3/4。（6）仪表支架应具有足够的刚度以防止自振，并且对气流产生的干扰应尽可能小。（7）因为测量精度与读数道和气流均匀性有很大关系，故最小读数值应至少为风速计开始旋转时速度的3倍。
三、通风机风量的测定要求
1.测量方法的选择。实际风道某一截面的流量可由两种方法测定：测量该截面各个点上的速度，再计算出平均速度；或测量由差压装置（皮托管）产生的压差。测量方法的选择条件如下 ：
1.1采用速度场法测量的时间较长且需精确处理，但是在许多情况下，这是唯一适用的方法。在采用该方法测量时，必须进行初试以确定试验条件（读数的数量和观察时间）。
1.2采用差压装置，即使由不同的人在不同的时间进行测量，对流量时间平均值也易获得具有良好重复性的结果 但其使用受到限制，要求风管有一定直线长度，并只能用于圆截面风管。
2.测量截面的选择。避免涡流且保证流动直线性。流量测量截面应选择无明显涡流的，流线接近于平行且垂直于该截面的位置。
3.合格的速度分布图。在整个的测试平面上速度分布应是均匀的。当75%以上的动压测量值大于最大测量值的1/10时，这速度分布的均匀性可以接受。
4.采用速度场法测定流量。
4.1一般条件。
4.1.1平均速度尽可能高，并在测量仪表高精度范围内使用，能得到较高的测量精度。
4.1.2 流量测量平面应位于直管段，气流基本上是轴向的，对称的，且无涡流或逆流。这将会排除由弯头、突然的扩张或收缩、障碍物或通风机自身所引起的流动干扰。
4.1.3 考虑到管壁影响及中心区域的速度变化，应在截面上选取足够数量的测试点。
4.1.4 在现场条件下进行动压（或速度）横动测量，由于紊流气流导致速度场产生轻微的不规则变化，由此必须在不少于 15s的时间内对每一个横动点取一个好的目测平均读数。流量应由管道面积及所有各点的速度平均值或所有动压读数的均方根平均值确定。整个测量应重复一次或多次，直到 由两个连续测定所计算的流量值差不大于2%。取两个测量的平均值为正确值 。
选择测试方法说明：建议使用多点分联测试方法，因为当测压断面上风速分布不均匀时多点联合测定法测定出的平均风速误差越大。
多点分联计算公式：
pemd—测风截面的平均动压，pa；
pd—任一测点的动压，pa；
n—测试点总数。
四、通风机风量测试方法
1.测风截面的选择。
1.1集流器入口侧。对于轴流式通风机可在集流器出口至第一级叶轮之间环形通道的直线段上设置测风截面，以测量该截面的动压或风速，该处风速较高，可减小测试的相对误差，且气流经集流器后，流场分布比较均匀，因此是一个比较理想的测试位置。（如图1）
1.2扩散器出口侧。当由于某种原因在集流器后无法布置测试点时，可将动压或风速额测试截面选在通风机扩散器的环形风道内，此处风速亦较高，同样有利于减小测试的相对误差。（如图1）
2.测风截面的布置。（如图1）
五、结语
在通风机测试现场，存在通风网络布置不合理、风道不规范整齐、测试截面复杂多变和风速分布不均匀等问题，这为通风机风量的精确测试带来了很大的困难，因此尽量精准地测试截面风速分布尤为重要，应在深入现场调研的基础上，合理、灵活地制定测试方案，才能获得风机的真实性能。
参考文献：
[1]GB10178-2006《工业通风机现场性能试验》.
[2]AQ1011-2005《煤矿在用主通风机系统安全检测检验规范》.
[3]《矿山大型机电设备测试技术手册 》.
[4]《采矿手册第六卷》矿井通风管理与监测.
关键词：通风机风量测试 风机性能评价
一、现场试验的一般条件和要求
1.在进行现场试验前应检查通风机的功能是否正常。
2.在通风机与流量和压力测量面之间的风道应无明显的内、外漏气现象。通风机进出口之间不得存在未规定的气体循环。
3.为保障试验操作人员安全及机器免受损坏所采取的措施，不应对通风机的气动性能有任何影响。
二、检测仪器设备及要求
通风机综合测试仪、皮托管、U型水柱计、单管倾斜压差计、电流钳、钢卷尺或激光测距仪、转速表、空盒气压计、数字气压计、三角支架若干个、数字温湿度计。以上涉及的测试仪器和设备，应符合相关标准要求。
1.皮托管。采用皮托管连接压力计测得差压（△P），其流速由下式计算：
测量差压的下限取决于测量所要求的精度和所选用的微压计的精度。一般情况下，在测量段中的任一个测量点上，当压差小于10 Pa时，不推荐使用皮托静压管。
为了使测量截面内由速度梯度所引起的流量误差保持在可忽略的限度内，皮托管头部直径d与风管的水力直径Dh之比d/Dh应不超过0.02。
（1）制造的皮托管应符合所规定的尺寸规范。（2）皮托管头部轴线与风管轴线的夹角应在士5°内，为此可提供适当的装置。（3）测量期间，皮托静压管应保持就地固定。（4）皮托管头部轴线与风管壁间的距离应大于皮托管头部直径。（5）皮托管头部直径现场雷诺数应大于500。这意味着对大气压力和温度下的空气，就地速度v（m/s）不得小于v=7.5/d，式中：d为皮托管头部直径，单位为mm。（6）各测试点的气流方向与管道轴线的夹角一般情况下应不超过10°，对少数的测点可以达到15°。
2.转叶式风速计。转叶式风速计限于在测量平面上的任意点不存在明显的速度脉动的条件下使用。其使用条件为：（1）风速计应好用，并在试验前后须经有关各方公认的权威机构校准。（2）风速计轴线应尽可能平行于风管轴线，当测量误差必须保持在1%以内时，则气流方向与风速计轴线夹角在任一测试点均不得超过5°。（3）仪表直径应小于测量截面最小直径的1/10。（4）如认定存在不规则速度分布，则应采用直径更小的风速计，并增加测试点数。（5）仪表的中心与管壁之间的距离不得小于仪表直径的3/4。（6）仪表支架应具有足够的刚度以防止自振，并且对气流产生的干扰应尽可能小。（7）因为测量精度与读数道和气流均匀性有很大关系，故最小读数值应至少为风速计开始旋转时速度的3倍。
三、通风机风量的测定要求
1.测量方法的选择。实际风道某一截面的流量可由两种方法测定：测量该截面各个点上的速度，再计算出平均速度；或测量由差压装置（皮托管）产生的压差。测量方法的选择条件如下 ：
1.1采用速度场法测量的时间较长且需精确处理，但是在许多情况下，这是唯一适用的方法。在采用该方法测量时，必须进行初试以确定试验条件（读数的数量和观察时间）。
1.2采用差压装置，即使由不同的人在不同的时间进行测量，对流量时间平均值也易获得具有良好重复性的结果 但其使用受到限制，要求风管有一定直线长度，并只能用于圆截面风管。
2.测量截面的选择。避免涡流且保证流动直线性。流量测量截面应选择无明显涡流的，流线接近于平行且垂直于该截面的位置。
3.合格的速度分布图。在整个的测试平面上速度分布应是均匀的。当75%以上的动压测量值大于最大测量值的1/10时，这速度分布的均匀性可以接受。
4.采用速度场法测定流量。
4.1一般条件。
4.1.1平均速度尽可能高，并在测量仪表高精度范围内使用，能得到较高的测量精度。
4.1.2 流量测量平面应位于直管段，气流基本上是轴向的，对称的，且无涡流或逆流。这将会排除由弯头、突然的扩张或收缩、障碍物或通风机自身所引起的流动干扰。
4.1.3 考虑到管壁影响及中心区域的速度变化，应在截面上选取足够数量的测试点。
4.1.4 在现场条件下进行动压（或速度）横动测量，由于紊流气流导致速度场产生轻微的不规则变化，由此必须在不少于 15s的时间内对每一个横动点取一个好的目测平均读数。流量应由管道面积及所有各点的速度平均值或所有动压读数的均方根平均值确定。整个测量应重复一次或多次，直到 由两个连续测定所计算的流量值差不大于2%。取两个测量的平均值为正确值 。
选择测试方法说明：建议使用多点分联测试方法，因为当测压断面上风速分布不均匀时多点联合测定法测定出的平均风速误差越大。
多点分联计算公式：
pemd—测风截面的平均动压，pa；
pd—任一测点的动压，pa；
n—测试点总数。
四、通风机风量测试方法
1.测风截面的选择。
1.1集流器入口侧。对于轴流式通风机可在集流器出口至第一级叶轮之间环形通道的直线段上设置测风截面，以测量该截面的动压或风速，该处风速较高，可减小测试的相对误差，且气流经集流器后，流场分布比较均匀，因此是一个比较理想的测试位置。（如图1）
1.2扩散器出口侧。当由于某种原因在集流器后无法布置测试点时，可将动压或风速额测试截面选在通风机扩散器的环形风道内，此处风速亦较高，同样有利于减小测试的相对误差。（如图1）
2.测风截面的布置。（如图1）
五、结语
在通风机测试现场，存在通风网络布置不合理、风道不规范整齐、测试截面复杂多变和风速分布不均匀等问题，这为通风机风量的精确测试带来了很大的困难，因此尽量精准地测试截面风速分布尤为重要，应在深入现场调研的基础上，合理、灵活地制定测试方案，才能获得风机的真实性能。
参考文献：
[1]GB10178-2006《工业通风机现场性能试验》.
[2]AQ1011-2005《煤矿在用主通风机系统安全检测检验规范》.
[3]《矿山大型机电设备测试技术手册 》.
[4]《采矿手册第六卷》矿井通风管理与监测.