浅谈静压差法测定通风机风量的原理及公式推导

许 睿

（山西煤矿矿用安全产品检验中心，山西 太原 0300012）

浅谈静压差法测定通风机风量的原理及公式推导

许 睿

（山西煤矿矿用安全产品检验中心，山西 太原 0300012）

煤矿用主通风机的风量测定是主通风机安全技术性能检测的重要环节之一。作者从理想气体伯诺利方程着手，阐述并推导了静压差法测定风量的测定计算方法，对专业检测检验机构检验人员有一定的技术参考价值。

主通风机、风量、静压、检测检验

煤矿在用主通风机是煤矿重要大型设备之一，对在用主通风机定期安全检测检验是十分必要的。这在《煤矿安全规程》第一百二十一条有着严格的规定。其中主通风机的风量测定是煤矿主要通风机安全技术性能检测的重要环节之一，能否准确测定风量将直接影响到主通风机安全技术性能的判定。

《煤矿在用主通风机系统安全检测检验规范》AQ1011第“5.5.3”条规定了目前常用的三种风速测定方法：皮托管测定法，全压管、附壁静压片测定法，风速传感器、遥测风速计测定法，而这三种方法对检测现场的条件要求较高，测定仪器仪表有时难于按照规范和标准进行装设，从而风量测定准确度低，不能满足煤矿主要通风机安全技术性能检测的要求。笔者根据多年煤矿现场检测检验经历，参考通风机生产厂家的在线监测方案，认为静压差法测定风量精确、简便，易于操作，因此值得推广使用。

静压差法是基于流体力学原理，进行风量测定计算的。流体在通过变径管时，由于流速变化和阻力的影响，流体内部能量会发生相互转化，其转化量的大小与流体流量和变径管的几何尺寸及形状存在着相应的关系，找出上述关系即可以测定流体的流量。基于上述原理测定时在通风机入口逐渐收缩段上，选择两个近距离（异径）断面（如图1所示），通过测定1－1截面，2－2截面静压差来计算风量。

因为1－1、2－2断面之间的距离很近，所以两断面间的阻力可忽略不计，同时由于1－1、2－2断面在同一水平高度，势能为相等，据此列出1－1、2－2断面的理想流体伯诺利方程为

图1 静压差测量流量示意图

式中：P1、P2为 1－1、2－2 断面的静压，Pa；ν1、ν2为1－1、2－2 断面的风速，m/s；ρ为 1－1、2－2 断面的平均空气密度，kg/m3。

再由流体流动连续性方程得出:

式中：Q 为风量，m3/s；S1、S2为 1－1、2－2 断面面积，m2。

联合方程（1）（2）可得：

令 ΔP=P1-P2，和S1、S2是可以测定的定值，可以设定

式中：k因断面变化而产生的压力损失系数，可近似取为0.99。则Q=a·

所以测定出ΔP即1－1、2－2断面的静压差就可以求出主通风机风量。

静压差法测定主通风机风量时，所测定的项目参数少，参数值现场易于获取，操作简便可行，且仅使用一些通用仪器仪表。目前一些通风机制造厂家已采用此方法对主通风机进行在线实时监测，对于专业检测检验机构在主通风机检测检验中采用静压差法测定风量也是行之有效，值得推广的。

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

编辑：徐树文

2010-09-16

许 睿（1971—），男，山西襄汾人，大专，工程师，从事煤矿矿用安全产品检验工作。