随着GB/T 1236—2000《工业通风机  用标准化风道进行性能试验》标准2001年2月1日的正式实施，原来的GB/T1236—85标准自动作废。在新标准中，通风机空气动力性能试验的测试方法、测试装置及各主要参数的计算方法都发生了很大的变化，尤其是计算方法十分繁杂，给许多工程技术人员带来不便。现以常用的C型装置为例，介绍用90°弧进口喷嘴测定流量的计算过程。

在计算过程中，凡未注明符号、术语及单位均与GB/T1236—2000标准中一致。

用90°弧进口喷嘴测定流量装置见图1，即GB/T1236—2000标准中图74a。

图1   90°弧进口喷嘴测定流量示意图

1        计算湿气体的气体常数Rw

     Rw=

式中各符号的意义及相关计算参见《矿业安全与环保》2003年第3期第22页（B型装置）。

2   计算质量流量

2.1  基本参数

1）计算各部分直径d和面积A，如d=d₅,A₁,A₂,A₃,A₅等；

2）输入压差Δp，3截面表压p_e3;

3)输入配套电机输入功率P_e,电机效率η_d，传动效率η_tr，则

    电机轴功率  P_a=P_e．η_d   

    叶轮功率   P_r=P_a．η_tr

2.2  7截面参数计算

        H₇=H_sg7=H_a;p₇=p_a;

        ρ₇=

式中  H_7---------截面7上的静态温度，K；

      H_sg7-------截面7上的滞止温度，K；

      H_a---------环境温度，K；

      p_7-----------截面7上流体的空间和时间的平均绝对压力，Pa;

      p_a---------- 通风机平均高度上的大气压，Pa;

      ρ_7---------截面7上的气体平均密度，kg/m³。

     当压差Δp<2000Pa时，有膨胀系数

        ε=1---0.55Δp/p_a

2.3  质量流量迭代计算

     开始设管路内的流量系数a=1.0；q_m-old=0.0则

q_m=aεA₅

当|q_m-q_m-old|/q_m>0.001时，循环进行以下计算，否则取算出的q_m即为要求的质量流量：

q_m-old=q_m;

           R_ed5=×10⁶

 式中Re_d5为截面5上的雷诺数，t_a为环境温度，℃。通过上述计算，得出质量流量q_m。

3        计算通风机压力

3.1  3截面参数计算

1)假设截面5和3之间无辅助通风机，对3截机进行计算：

     H_sg3=H_sg5=H_sgl=H_a=t_a+273.15

2) 若截面5和3之间有辅助通风机，则

      H_sg3=H_sg7+P_rx(或P_ex)/(q_mc_p)=H_a+P_rx(或P_ex)/(q_mc_p)=H_sgl,其中P_rx为辅助通风机的电机输入工率（当采用浸没式电机时），W；c_p为等压比热，J/（kg.K）。

      P₃=P_e3+P_a(注意:3截面表压力P_e3应以负值代入)。

      M²=

  H_sg3/H₃=

      M_a3=

      H₃=H_sg3÷

      ρ₃=

      t₃=t_a

         μ₃=（17.1+0.048t₃）×10^-6

        ν_m3=

       Re_D3=

   ∧=0.005+0.42(Re_D3)^-0.3

(ζ_1-3)₃=3∧

(ζ_3-1)₃=－(ζ_1-3)₃

F_M3=1+

式中  Ma₃----截面3上的马赫数；

      t₃-----截面3上的静态温度，℃

      μ₃---动力粘度Pa;

      ν_m3---截面3上气体平均速度m/s；

      ∧----摩擦损失系数；

      (ζ_3-1)₃---截面1和3之间的常规损失系数，用截面3计算。

      F_M3----截面3动压修正马赫系数。

3.2           1截面参数计算

P_sg1=p₃+ρ₃v²_m3.F_M3[1+(ζ_3-1)₃]

Ρ_sg1=

Ma²_sg1=

Ma₁=Ma_sg1.

ρ₁=ρ_sg1.

F_M1=1+

P₁=p_sg1—或p₁=

3.3  2截面参数计算

        p₂=p_a

        c_p=1008

     若电机完全浸泡在风流中，则

      M₂=

      Ma₂=

      F_M2=1+

3.4  通风机压力和容积流量

通风机压力   P_F=P_sg2—P_sg1

通风机静压   P_sF=P₂—P_sg1

通风机动压   P_d2=(1/2ρ₂).

3.5        通风机效率计算

通风机效率    ；

通风机静效率   ；

通风机轴效率   ；

关于通风机的参数换算直接引用GB/T1236—2000标准中对应的计算公式。C型装置中其他流量测定方法可参考些文中介绍的方法进行计算。

煤矿抽放瓦斯利用孔板流量计

计算抽放方法及参考系数

孔板流量计由抽采瓦斯管路中增加的一个中心开孔的节流板、孔板两侧的垂直管段和取压管等组成，如下图。当气体流经管路内的孔板时，流束将形成局部收缩，在全压不变的条件下，收缩使流速增加、静压下降，在节流板前后便会产生静压差。在同一管路截面条件下，气体的流量越大，产生的压差也越大，因而可以通过测量压差来确定气体流量。
    瓦斯混合气体流量由下式计算：
    Q=Ｋb△h^1/2δ_Pδ_T            (1)

   该公式系数计算如下：

    Ｋ＝189.76a₀mD²           (2)

     b=(1/(1-0.00446x))^1/2        (3)

    δ_P=(P_T/760)^1/2              (4)

    δ_T=(293/(273+t))^1/2          (5)

式中：Q—瓦斯混合流量，米³/秒；

Ｋ—孔板流量计系数，由实验室确定见表-4实际孔板流量特性系数K

 b—瓦斯浓度校正系数，由有关手册查表-3瓦斯浓度校正系数b值表

 △h—孔板两侧的静压差，mmH₂O，由现场实际测定获取；

      δ_P—压力校正系数；

      δ_T—温度校正系数；

      x--混合气体中瓦斯浓度，%；

      t--同点温度，℃；

      a₀--标准孔板流量系数；(在相关手册中查出)

      m--孔板截面与管道截面比；

      D--管道直径，米；

      P_T--孔板上风端测得的绝对压力，毫米水银柱；

      p_T=测定当地气压(毫米水银柱)+该点管内正压(正)或负压(负)(毫米水柱)÷13.6

为了计算方便，将δ_T、δ_P、b、K 值分别列入表1、表2、表3、表4中。
    抽采的纯瓦斯流量，采用下式计算：
    Qw=x·Q        (6)

    式中x—抽采瓦斯管路中的实际瓦斯浓度，%。
    孔板流量计在安装时要注意孔板与瓦斯管的同心度，不能装偏。在钻场内安装流量计时，应保证孔板前后各1m段应平直，不要有阀门和变径管。在抽采巷瓦斯管末端安装流量计应保证孔板前后各5m段应平直，不要有阀门和变径管。

    各矿井应根据不同的管路条件和具体位置安设相应的流量计，准确推敲计算公式，按规定定期维护校正，以便为瓦斯抽采提供可靠数据。

例：某矿井瓦斯抽采支管直径为D=100毫米，拟定安设开口直径d=50毫米的孔板，试建立其流量方程式？

解：m=(d/D)²=(0.05/0.1)²=0.25

   计算瓦斯流量特性系数值，应用公式(2)得

    K=189.76a₀mD²

     =189.76×0.6327×0.25×0.I²

     =0.3001

     也可根据a₀、m值查表4求得K值，根据瓦斯浓度查表3可得瓦斯浓度校正系数b值。

则应用公式(1)可求得混合瓦斯流量为：

Q_混=0.3001b△h^1/2δ_Pδ_T

应用公式(6)计算纯瓦斯流量得

Q_W=Q_混X=0.3001b△h^1/2δ_Pδ_TX 

注：精度要求不高的计算，δ_Pδ_T近似为1，

公式(1)变为Q=Kb△h^1/2 ,本题

            Q_混= 0.3001b△h^1/2 

          Q_W=Q_混X=0.3001b△h^1/2x

表-1温度校正系数δ_T值

表-2气压校正系数δp值

表-3瓦斯浓度校正系数b值表

表-4实际孔板流量特性系数K值表

注:D≤300毫米时,a0值采用内插法;

  D>300毫米时,a0值采用D=300毫米时的值。