GB/T 15335-2019 风筒漏风率和风阻的测定方法

　　ICS 73 . 100 . 99 D 90

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 15335—2019

　　代替 GB/T 15335—2006

　　风筒漏风率和风阻的测定方法

　　Determinationofleakagerateandspecificresistanceforairduct

　　2019-06-04 发布 2020-01-01 实施

　　国家市场监督管理总局中国国家标准化管理委员会

　　发

　　布

　　GB/T 15335—2019

　　GB/T 15335—2019

　　前 言

　　本标准按照 GB/T 1 . 1—2009 给出的规则起草。

　　本标准代替 GB/T 15335—2006《风筒漏风率和风阻的测定方法》。 与 GB/T 15335—2006 相比，除编辑性修改外主要技术变化如下：

　　—“被测风筒长度应不少于 100 m”修改为“风筒前后端测风断面( 文丘里喷嘴)间距不小于100 m”(见 5.1.1 , 2006 年版的 5.3) ;

　　—“调节正压风筒 A测量断面或负压风筒 B 测量断面的相对静压到(1 200 ~ 5 000)Pa”修改为“调节正压风筒 A 测量断面或负压风筒 B 测量断面的相对静压到 300 Pa~ 4 000 Pa”(见 5 . 1 . 5 , 2006 年版的 6 . 2) ;

　　— 删除了“用 90°弧进口喷嘴测量流量”(2006 年版的 7 . 2 . 1) ;

　　— 删除了“用锥形进口测量流量”(2006 年版的 7 . 2 . 2) 。

　　请注意本文件的某些内容可能涉及专利。 本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。

　　本标准由中国煤炭工业协会提出并归口 。

　　本标准起草单位：中煤科工集团重庆研究院有限公司、重庆安标检测研究院有限公司、安标国家矿用产品安全标志中心有限公司。

　　本标准主要起草人：周植鹏、李少辉、孔令刚、巨广刚、卢宁、王范树、李冰晶、杨华运、杨亮、王巍、黎攀、张绪雷、廉博、石发强。

　　本标准所代替标准的历次版本发布情况为：

　　—GB/T 15335—1994、GB/T 15335—2006 。

　　GB/T 15335—2019

　　风筒漏风率和风阻的测定方法

　　1 范围

　　本标准规定了风筒漏风率和风阻的测定系统、测定程序和测定结果计算。

　　本标准适用于正压风筒和负压风筒漏风率和风阻的测量。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件对于本文件的应用是必不可少的。 凡是注 日期的引用文件，仅注 日期的版本适用于本文件 。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。

　　GB/T 1236 工业通风机 用标准化风道性能试验

　　GB/T 2624 . 3 用安装在圆形截面管道中的差压装置测量满管流体流量 第 3 部分：喷嘴和文丘里喷嘴

　　MT/T 222 煤矿用局部通风机 技术条件

　　3 术语和定义、符号、下标

　　3 . 1 术语和定义

　　GB/T 1236、GB/T 2624 . 3 界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

　　3 . 1 . 1

　　百米[风筒]漏风率 leakagerateper100 mofairduct

　　在规定的风压条件下，平均每百米正(负)压风筒漏流量占风筒进(出)口流量的百分数。

　　3.1.2

　　百米[风筒]风阻 specificresistanceper100 mofairduct

　　平均每百米风筒轴线方向上的摩擦风阻和接头风阻之和。

　　3.1.3

　　百米[风筒]标准风阻 referencespecificresistanceper100 mofairduct

　　在空气密度为 1 . 2 kg/m3 的条件下，平均每百米风筒轴线方向上的摩擦风阻和接头风阻之和。

　　3 . 2 符号

　　下列符号适用于本文件。

　　AX —测量断面 X 的面积，m2 ;

　　dX — 喷嘴喉道 X 断面的内径，m ;

　　DX — 喷嘴上游段 X 断面的内径，m ;

　　h —测量断面 A、B之间的风筒通风阻力，Pa;

　　hu —相对湿度，% ;

　　GB/T 15335—2019

　　K — 测量断面 A、B之间的风筒漏风率;

　　K100 — 百米[风筒]漏风率;

　　LAB —测量断面 A、B之间的风筒长度，m ;

　　pa —风筒平均高度上的大气压力，Pa;

　　pX —测量断面 X 上压力，Pa;

　　peX —测量断面 X 上的流体空间和时间的平均表压，Pa;

　　psat —饱和蒸汽压力，Pa;

　　pV —水蒸气的分压，Pa;

　　qmX —测量断面 X 的质量流量，kg/s;

　　qVX —测量断面 X 的容积流量，m3 /s;

　　rd —流量计压比;

　　R100 —百米[风筒]风阻，N · s2 /m8 ;

　　RAB —风筒测量断面 A、B 间的风阻，N · s2 /m8 ;

　　RS —百米[风筒]标准风阻，N · s2 /m8 ;

　　Rw —湿空气或气体的气体常数，J/(kg · K) ;

　　td —干球温度计温度，℃ ;

　　tw —湿球温度计温度，℃ ;

　　tX —测量断面 X 的温度，℃ ;

　　vmX —截面 X 上的气体平均速度，m/s;

　　α —管路内流量计的流量系数;

　　β — 喷嘴内径与风管上游段直径之比 d/D;

　　ΔpX —测量断面 X 的差压，Pa;

　　Δqm —风筒漏流量，kg/s;

　　ε —膨胀系数;

　　θX —测量断面 X 的静态温度，K ;

　　κ —等熵指数，对于大气 κ= 1 . 4 ;

　　ρX —测量断面 X 的气体平均密度，kg/m3 。

　　3 . 3 下标

　　下列下标适用于本文件。

　　6-X — 文丘里喷嘴进风侧测量断面编号;

　　8-X — 文丘里喷嘴喉道测量断面编号;

　　A — 风筒进风侧测量断面编号;

　　B — 风筒出风侧测量断面编号。

　　4 测定系统

　　4 . 1 系统组成

　　测定系统由测量装置、测量仪器组成。

　　4 . 2 测量装置

　　4 . 2 . 1 测量装置组成

　　测量装置由局部通风机、测试风道组成。 测试风道布置如图 1、图 2 所示。

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　　说明：

　　1 — 通风机; 6 — 测试风筒;

　　2 — 整流栅; 7 — 出风侧并联管道;

　　3 — 进风侧稳流管道; 8 — 出风侧稳流管道;

　　4 — 进风侧文丘里喷嘴; 9 — 出风侧文丘里喷嘴;

　　5 — 进风侧并联管道; 10 — 加载装置。注：6-X、8-X、A、B为测量断面编号。

　　图 1 正压风筒测量装置示意图(文丘里喷嘴并联时)

　　说明：

　　1 — 通风机; 3 — 测试风筒;

　　2 — 出风侧文丘里喷嘴; 4 — 进风侧文丘里喷嘴。

　　注：6-X、8-X、A、B为测量断面编号。

　　图 2 负压风筒测量装置示意图(单文丘里喷嘴时)

　　4 . 2 . 2 局部通风机

　　轴流式局部通风机应符合 MT/T 222 的要求，且能提供足够的风流和风压。

　　4 . 2 . 3 测试风道

　　4 . 2 . 3 . 1 测试风道采用圆形管道，当测量段的直径与被测风筒的直径不一致时，允许采用过渡段。

　　4 . 2 . 3 . 2 整流器应符合 GB/T 1236 的规定。

　　4 . 2 . 3 . 3 文丘里喷嘴及前后段安装尺寸应符合 GB/T 2624 . 3 的规定。 流量较大时，可采用文丘里喷嘴并联的方式增加风流通过喉径的面积。

　　4 . 2 . 4 测量断面的确定

　　4 . 2 . 4 . 1 在被测风筒上风流稳定段，选取距离不少于 50 m 的 A 、B 两个断面，作为风阻测量的测量断面，其中 A 断面为进风侧的测量断面，B断面为出风侧的测量断面。

　　4 . 2 . 4 . 2 以文丘里喷嘴所在的断面作为流量测量的断面。 其中 6-X 断面为文丘里喷嘴的进风侧的测量断面，8-X 断面为文丘里喷嘴出风侧的测量断面。

　　4 . 3 测量仪器

　　主要测量仪器应符合表 1 的规定。

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　　表 1 主要测量仪器的要求

　　5 测定程序

　　5 . 1 测定准备

　　5 . 1 . 1 测试风道各组件之间、测试风道与通风机之间应连接、密封良好。 被测风筒安装到测试装置上后，风筒前后端测风断面(文丘里喷嘴)间距不小于 100 m。 风筒应平直地安装在测量系统上，连接处不得有泄漏，风筒轴线应与风道轴线保持一致。

　　5 . 1 . 2 检查连接仪器的测压管路、接头等连接部位有无堵塞或泄漏。

　　5 . 1 . 3 在进行连续观察之前，应在最大流量时对同一测量断面 4 个测孔的压力进行单独测量检查。 当平均表压 pex不大于 1 000 Pa 时，4 个测孔读数中的任何一个读数偏差应不超出平均数的 ±5%;当平均表压 pex大于 1 000 Pa 时，4 个测孔读数中的任何一个读数偏差应不超出平均数的±2%。 如果不符合上述条件，则应检查测孔、压力计接头、测压管路、检测设备等，排除缺陷，直到符合上述条件才能进行测量。

　　5 . 1 . 4 启动通风机，试运转应不少于 5 min。

　　5 . 1 . 5 根据风筒直径，调节正压风筒 A 测量断面或负压风筒 B 测量断面的相对静压到 300 Pa~ 4 000 Pa 。

　　5 . 2 长度测量

　　5 . 2 . 1 测量被测风筒按 4 . 2 . 4 . 1 确定的 A、B两个测量断面的距离 LAB 。

　　5 . 2 . 2 测量被测风筒的长度 L。

　　5 . 3 大气环境参数测量

　　5 . 3 . 1 在测试系统中心高上测量环境大气压力 pa 。

　　5 . 3 . 2 测量测试环境温度、湿球温度或空气相对湿度，测量各测量断面的温度、湿球温度或空气相对湿度。

　　5 . 4 压力测量

　　5 . 4 . 1 将皮托管垂直于风流方向插入被测风筒按 4 . 2 . 4 . 1 确定的 A、B 两个测量断面，并将压力计通过测压管路与皮托管静压口连接，分别测量断面 A、B处的相对静压 peA、peB 。

　　5 . 4 . 2 分别测量文丘里喷嘴进风侧的压力 pe6-x 、出风侧的压力 pe8-x ，按式(1) 计算差压 Δp8-x 。也可采用差压计直接测得 Δp8-x 。

　　Δp8-x =pe6-x -pe8-x …………………………( 1 )

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　　6 测定结果的计算

　　6 . 1 大气环境参数计算

　　6 . 1 . 1 气体常数计算

　　试验环境中的湿空气的气体常数按式(2)进行计算：

　　Rw = …………………………( 2 )

　　6 . 1 . 2 蒸汽压力计算

　　6. 1 .2. 1 在通风机进口采用干、湿球湿度计测量空气湿度时，蒸汽分压 pV按式(3)进行计算。 当湿球温度 tw不小于 0 ℃时，Aw = 6.66 × 10- 4 ℃ - 1;当湿球温度tw小于 0 ℃时，Aw = 5.94 × 10- 4 ℃ - 1 。当湿球温度 tw不大于 30 ℃时，湿球温度 tw下的饱和蒸汽压力值(psat) tw 按式(4)计算。 当湿球温度 tw大于 30 ℃时，湿球温度 tw下的饱和蒸汽压力(psat) tw 按式(5)计算：

　　pV =(psat)tw - pa Aw(td - tw)(1 + 0.001 15tw) ……………………( 3 )

　　(psat ) tw +6.4147) ……………………( 4 )

　　(psat ) td +6.4147) ……………………( 7 )

　　6 . 2 质量流量计算

　　r ……………………( 9 )

　　6 . 2 . 3 膨胀系数 ε 按式(10)进行计算 ：

　　……………………( 10 )

　　6 . 2 . 4 流量系数 α 按式(11)进行计算 ：

　　α = 0.986β4.5 ……………………( 11 )

　　θ6-X=t ……………………( 12 )

　　A6-X ……………………( 13 )

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　　ρ6-X = ……………………( 14 )

　　6 . 2 . 6 测量断面 6-X 风流的质量流量按式(15)进行计算：

　　6.2.7 分别测出每个文丘里喷嘴的6-X。α联8X管槡 ρ,分6-XX进 风侧和出风…侧…计…算… 结… 果…(, 到)

　　进风侧风流的质量流量 qm进和出风侧风流的质量流量 qm出 。

　　6 . 3 风筒漏风率计算

　　6 . 3 . 1 风筒漏风量按式(16)进行计算：

　　K100 = × 100% ……………………( 19 )

　　6 . 4 风筒风阻计算

　　6 . 4 . 1 风筒测量断面 A、B之间的通风阻力按式(20)进行计算：

　　- 2 - 2 ] ……………( 20 )

　　式中：

　　ΔpAB —测量断面 A、B之间的静压差，单位为帕斯卡(Pa) ;

　　ρA 、ρB —测量断面的空气密度，单位为千克每立方米(kg/m3 ) ;

　　VmA 、VmB —测量断面 A处和 B处的平均风速，单位为米每秒(m/s) 。

　　测量断面 A、B 的截面积 AA、AB 分别按式(21)、式(22)进行计算：

　　………………………………………… (( ))

　　测量断面 A空气密度 ρA按式(23)进行计算：

　　ρA = ……………………( 23 )

　　ρB = ……………………( 25 )

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　　测量断面 B 的静态温度 θB按式(26)进行计算。 其中 cp= 1 008。

　　θB =t ……………………( 26 )

　　6 . 4 . 2 风筒测量断面间的风阻按式(27)进行计算：

　　R ……………………( 27 )

　　测量断面 A、B风流的容积流量 qVA、qVB分别按式(28)、式 (29)进行计算：

　　q ……………………( 28 )

　　q ……………………( 29 )

　　R ……………………( 30 )

　　6 . 4 . 4 百米[风筒]标准风阻按式(31)进行计算：

　　R ……………………( 31 )