ЛАБОРАТОРНОЕ-ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ №4 ИЗМЕРЕНИЕ СКОРОСТИ ДВИЖЕНИЯ И РАСХОДА ВОЗДУХА. Занятие 4 измерение скорости движения и расхода воздуха
 Скачать 412.5 Kb.
|
|
ЛАБОРАТОРНОЕ-ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ №4 ИЗМЕРЕНИЕ СКОРОСТИ ДВИЖЕНИЯ И РАСХОДА ВОЗДУХА Цель работы: – ознакомиться с приборами и методами замера скорости движения воздуха в горных выработках. 4.1 Приборы для замера скорости движения воздуха Для измерения средней скорости движения воздуха в горной выработке применяются анемометры. Различают крыльчатые и чашечные анемометры. 4.1.1 Крыльчатый анемометр АСО-3 Крыльчатый анемометр (рис. 4.1) состоит из крыльчатки 1, размещенной в металлической обойме 5, счетного механизма с циферблатом 7, 8 и 9 и ручки 12.  Рисунок 4.1 – Анемометр АСО-3 Крыльчатка соединена с трубчатой осью 2, которая вращается на натянутой стальной струне и имеет подшипниковые втулки. Один конец струны закреплен неподвижно, а второй зажат в натяжном устройстве 3, расположенном в распорном стержне 4. При вращении крыльчатки трубчатая ось посредством червячной передачи 6 передает вращение зубчатому редуктору счетного механизма. Счетчик имеет стрелки: большая стрелка 7 отсчитывает единицы и десятки (по большой шкале) и две малые отсчитывают 8 — сотни и 9 — тысячи единиц. Арретир 10 служит для включения и выключения счетчика. В корпусе прибора по обе стороны арретира имеется два ушка 11, через которые пропускается шнур, при помощи которого включается и выключается счетчик анемометра при замере с шестом. Крыльчатые анемометры со струнной осью марки АСО-3, предназначенные для измерения скоростей движения воздуха в пределах от 0,3 до 5 м/с. 4.1.2 Чашечный анемометр МС-13 Чашечный анемометр (рис. 4.2) отличается от крыльчатого тем, что воспринимающей частью прибора являются четыре полусферические чашки, сидящие на концах двух взаимно перпендикулярных стерженьков, связанных с общей осью, закрепленной в камневых опорах. Крестовина с чашками защищена от возможных механических повреждений каркасом, состоящим из двух перекрывающихся рамок. На конце оси анемометра имеется червячная передача, связанная с редуктором счетного механизма, устроенного аналогично крыльчатому анемометру. Чашечный анемометр рекомендуется применять для замера скоростей от 1 до 20 м/с.  Рисунок 4.2 – Чашечный анемометр МС-13 4.1.3 Анемометр переносной рудничный АПР-2 Назначение анемометра АПР-2 Анемометр переносной рудничный АПР-2 предназначен для контроля расхода и скорости движения воздуха, проходящего по горным выработкам шахт и каналам вентиляторных установок. Может также применяться для различных аэромеханических измерений в других отраслях техники и народного хозяйства. Анемометр имеет рудничное особовзрывобезопасное исполнение и допущен к применению в шахтах, опасных по газу или пыли. Позволяет измерять среднюю скорость движения воздуха в выработках шахт в диапазоне от 0,2 до 19,9 м/с. Прибор питается от четырех элементов типа А316, обеспечивающих его непрерывную работу в течении не менее 750 часов Технические данные анемометра АПР-2 Таблица 4.1 – Техническая характеристика анемометра
Таблица 4.2 – Условия эксплуатации анемометра
Устройство и принцип работы анемометра АПР-2 Анемометр (рис. 4.3), состоит из первичного преобразователя 1 и измерительного блока 2 с автономным источником питания.   Рисунок 4.3 – Анемометр переносной рудничный АПР-2 Работа анемометра основана на тахометрическом принципе преобразования скорости воздуха в электрический сигнал. Крыльчатка первичного преобразователя вращается с угловой скоростью, линейно зависящей от скорости набегающего воздушного потока. При этом на выходе первичного преобразователя формируется последовательность импульсов напряжения, частота которых пропорциональна угловой скорости крыльчатки. По суммарному количеству импульсов, поступившему в измерительный блок, вычисляется средняя за время замера скорость воздушного потока, а результат индицируется на цифровом табло. Время замера не фиксировано, а выбирается оператором в процессе измерений в пределах указанных в табл. 4.1. Анемометр имеет два органа управления: – выключатель, который одновременно включает питание прибора и подает команду на начало замера; – кнопку, нажатием которой подается команда на окончание замера и производство вычисления средней скорости с последующей индикацией результата измерения на цифровом табло. Первичный преобразователь размещен в корпусе, отлитом из ударопрочной пластмассы, и закреплен на телескопической штанге, внутри которой расположен спиральный соединительный кабель. Корпус измерительного блока отлит из ударопрочной пластмассы. В нем размещены электронная схема, смонтированная на трех печатных платах, источник питания, органы управления, цифровой индикатор и телескопическая штанга с первичным преобразователем. В нерабочем положении штанга складывается, а первичный преобразователь вдвигается в нишу корпуса, что предохраняет его от случайных механических повреждений. Подготовка к работе анемометра АПР-2 При подготовке анемометра к работе необходимо выполнить следующие операции: – Установить источник питания, соблюдая полярность указанную на шильдике. Крышка отсека питания крепится винтом в торце ручки анемометра. – Выдвинуть первичный преобразователь из корпуса. Включить питание и одновременно подуть на крыльчатку в течение 3-5с. Кратковременно нажать кнопку. Примерно через 3 с на цифровом индикаторе должен появиться результат измерения. – Если при опробовании зажигается светодиод на лицевой панели, батарея питания разряжена и ее необходимо сменить, установив свежие элементы. Очень слабое, заметное только в затемненном помещении свечение светодиода при включении прибора не является признаком разряда батареи или неисправности анемометра. – Выключить питание и вдвинуть первичный преобразователь в нишу корпуса. Анемометр готов к работе. Порядок работы – Измерение скорости движения воздуха должно производиться в следующем порядке. – Извлечь первичный преобразователь из корпуса. – Внести первичный преобразователь в точку замера так, чтобы ось крыльчатки была параллельна направлению скорости воздушного потока. – Включить тумблер питания и выждать время, необходимое для производства замера. – По истечении времени замера, кратковременно нажать кнопку на его лицевой панели, отсчитать результат измерения по цифровому табло и выключить тумблер питания. – Измерения скорости движения воздуха в горных выработках шахт должны проводиться в соответствии с "Правилами безопасности в угольных и сланцевых шахтах". 4.2 Способы замера скорости движения воздуха 4.2.1 Точечный способ замера средней скорости движения воздуха Точечный способ замера состоит в том, что все сечение выработки или трубопровода разбивается на равномерные площадки, в центре которых производится замер скорости движения воздуха (рис. 4.4).  Рисунок 4.4 – Замер скорости движения воздуха по точкам Затем все полученные скорости по точкам суммируются и полученная величина делится на количество произведенных замеров; в результате получается средняя скорость движения воздуха в данном сечении выработки. Для большей точности замеров рекомендуется разделить сечение выработки на большее количество площадок. Замеры точечным способом отнимают много времени, в течение которого количество протекающего по выработке воздуха обычно не остается постоянным. Для получения точных замеров рекомендуется не ограничиваться одним обходом сечения, а делать, по крайней мере, два. Точечный способ следует применять в том случае, когда скорость по сечению выработки весьма неравномерна. 4.2.2 Замер средней скорости движения воздуха по сечению Замер средней скорости движения воздуха по сечению можно производить анемометрами различных типов двумя способами: замером «перед собой» и замером «в сечении». При замере «перед собой», замерщик держит прибор перед собой на вытянутой руке и перемещается по сечению выработки вместе с анемометром так, как показано на рис. 4.5. Замер способом «перед собой» может производиться при высоте выработки в свету не более 2м. При замере «в сечении» замерщик становится спиной к стенке выработки и, перемещаясь по сечению ее, равномерно водит анемометр перед собой на вытянутой руке. При замере берут начальный отсчет, затем одновременно с включением анемометра засекают время и по истечении 1 или 2 мин, лучше 100 с (в зависимости от сечения), анемометр выключают и берут отсчет. После каждого замера вычисляется разность между конечным и начальным отсчетами. Замер повторяется 3 раза, затем берется среднее значение, умножается на поправочный коэффициент способа замера, и получается истинная скорость.  Рисунок 4.5 – Путь движения анемометров по сечению выработки Для способа замера «перед собой» поправочный коэффициент (К) принимается равным 1,14, а для способа «в сечении» – в зависимости от сечения выработки. Таблица 4.3 – Средняя поправка К в зависимости от сечения выработки для способа замера «в сечении»
Поправочный коэффициент также можно вычислить по формуле: К=(S-0,4)/S, (4.1) где S – площадь поперечного сечения выработки, м2; 0,4 – площадь миделева сечения, м2. При замере анемометром, укрепленным на шесте, когда анемометр находится в сечении выработки, удаленном от замерщика на 1,5-2м, поправочный коэффициент не вводится (К=1). 4.3 Порядок определения скорости воздуха анемометром Измерение скорости движения воздуха анемометром осуществляется следующим образом. С помощью арретира выключают передаточный механизм и записывают начальное показание счетчика по трем шкалам. Анемометр помещают в воздушный поток. Крыльчатый анемометр должен быть установлен так, чтобы крыльчатка была направлена навстречу потоку и ее ось совпала с направлением движения воздуха. Чашечный анемометр устанавливают вертикально в воздушном потоке, т.е. ось крестовины с чашками должна быть перпендикулярна направлению движения воздуха. Через 10-15 с, т.е. после того, как скорость ветроприёмника установится, одновременно с включением счетчика засекают время и по истечении некоторого промежутка времени (100 с) счетчик анемометра выключают. Записывают конечное показание счетчика, вычисляют разность между конечным и начальным отсчётами. Делением разности конечного и начального отсчётов на время замера, определяют число делений счетчика в 1 с. Для пересчета числа делений n в фактическую скорость к каждому анемометру прилагается поверочное удостоверение, на котором графически дается зависимость v = f(n) или поправочные множители. По оси ординат нанесено число делений, по оси абсцисс — скорости движения воздуха (рис. 4.6).  Рисунок 4.6 – График зависимости числа делений шкалы в секунду от скорости воздушного потока К крыльчатому анемометру прилагают два графика, один из которых применяется при скорости направленного потока до 1м/с, а второй - при скорости от 1 до 5 м/с. Измерение скорости воздушного потока анемометром проводят три раза и по результатам этих замеров определяют среднее значение скорости движения воздуха. При выполнении лабораторной работы необходимо произвести замеры скорости движения воздуха способами «перед собой» и «в сечении». Запись и обработку результатов замеров выполнить по форме приведенной в таблице 4.4 Таблица 4.4 – Журнал для регистрации результатов измерения скорости движения воздуха анемометром.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ 1. Устройство крыльчатого анемометра, пределы измерений. 2. Устройство чашечного анемометра, пределы измерений. 3. Что собой представляет паспорт анемометра? 4. Устройство и принцип работы анемометра АПР-2. 5. Подготовка к работе анемометра АПР-2. 6. Порядок измерения скорости воздуха анемометром АПР-2. 7. Сущность точечного способа замера. 8. Что такое средняя контрольная скорость и ее определение? 9. Замер средней скорости движения воздуха по сечению способом «перед собой». 10. Замер средней скорости движения воздуха по сечению способом «в сечении». 11. Поправочные коэффициенты при замерах «перед собой» и «в сечении». | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||