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：
0.378?PsP(1?) 273?tP??0.003484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（%）。
ht?P0?Pt2.抽出式 hs?P0?Psht?Pt?P0 压入式 hs?Ps?P0
hv?Pt?Ps?hs?hthv?Pt?Ps?ht?hs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。
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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）。
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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 ℃ 10 15 20 25 30
气压计读值（P读）mmHg 740 －1.21 －1.81 －2.41 －3.01 －3.61 750 －1.22 －1.83 －2.44 －3.05 －3.26 2
760 －1.24 －1.86 －2.48 －3.09 －3.71 770 －1.26 －1.89 －2.51 －3.13 －3.75 780 －1.27 －1.91 －2.54 －3.17 －3.80 当实测温度值与表中温度不符时，可用插值法求得温度校正值。 （2）空盒气压计
空盒气压计结构如图2所示，它是由一个波纹状金属真空盒和杠杆转动机构组成。大气压变化时，盒面变形值随之发生变化。变形值经杠杆机构传动并放大，带动盒面指针转动指出大气压值。
1—金属盒；2—弹簧；3—指针
图2 空盒气压计
空盒气压计使用前应当用水银气压计校正。校正时用小螺丝刀拧转盒背面（或侧面）的调节螺丝，使指针所示气压值与水银气压计一致。
测定时，将气压计水平放置，否则会产生误差，仪器完全垂直放置误差可达0.3mmHg，读数前，还应用手指轻轻敲击盒面数下，以消除因摩擦引起的滞后现象，一般应等待数分钟之后读数，读数应根据仪器所附检定证进行刻度、温度和补充校正例如某空盒气压计读数为770mmHg，查得其刻度校正值为ΔP刻=－0.1mmHg，温度校正为ΔP温=－0.03（mmHg/℃×15℃）=－0.45 mmHg，补充校正为＋0.6 mmHg，则实际大气压P计算如下：
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。
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图3 JFY-1型矿井通风参数检测仪
测量范围及精度、分辨率如表2所示。
表2 JFY-1型矿井通风参数检测仪测量范围及精度、分辨率
参数 绝对压力 相对压差 温度 湿度 风速 测量范围 800～1200hPa ±400mmH2O -30～40℃ 50%～99%RH 0.4～15m/s 精度 ±1hPa ±1mmH2O ±0.5℃ ±4%RH 0.4～5m/s时≤0.20m/s 5～10m/s时≤0.30m/s 14.5m/s时≤0.40m/s 0.1m/s 测量分辩率 0.1hPa 0.1mmH2O 0.1℃ 1%RH 2.空气相对湿度的测定
煤矿井下空气相对湿度常用手摇湿度计和风扇湿度计测定。它们都由两支水银温度计组成，其中一支为干温度计（又叫干球），另一支水银球上包着纱布，叫做湿温度计（又叫湿球）。如图4所示为风扇湿度计。
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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
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