空气通量检测
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发布时间:2025-06-06 15:03:10 更新时间:2025-06-05 15:03:10
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作者:中科光析科学技术研究所检测中心
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空气通量,通常指单位时间内流过某一特定截面或空间的空气体积(体积流量,如立方米/秒m³/s或立方米/小时m³/h)或质量(质量流量,如千克/秒kg/s)。精确检测空气通量在众多领域至关重要,它直接关系到环境舒适度、能源效率、过程控制精度以及健康安全。在暖通空调(HVAC)系统中,确保足够的新风量和合理的空气分布是维持室内良好空气质量(IAQ)和热舒适性的基础;在工业领域,如洁净室、喷涂车间、燃烧过程或物料输送中,对空气通量的严格控制是保证产品质量、工艺稳定性和安全运行的关键参数;在环境监测和建筑能效评估中,空气通量数据也是不可或缺的基础信息。
空气通量检测的核心目标是确定通过指定区域(如管道截面、风口、过滤器、房间开口等)的空气流量。为了全面评估和准确计算通量,通常需要关联测量以下项目:
1. 风速 (Air Velocity): 空气在空间中移动的速度,单位通常为米/秒(m/s)。这是在给定截面上测量通量的基础参数。
2. 风量 (Air Volume Flow Rate): 即体积通量,是风速与气流有效截面积的乘积 (Q = V * A),单位是立方米/秒(m³/s)或立方米/小时(m³/h),这是最常见和直观的通量表述。
3. 风压 (Air Pressure): 包括静压、动压和全压。动压与风速直接相关 (V = √(2 * Pd / ρ),其中 Pd 为动压,ρ为空气密度),是计算风速进而推算风量的重要参数。静压差是驱动空气流动的动力。
4. 空气密度 (Air Density): 受温度、湿度和大气压力影响。在精确测量质量流量或将基于标准状态的测量值换算到实际状态时,必须考虑空气密度。
5. 温度 (Temperature) 和 湿度 (Humidity): 影响空气密度和体积膨胀,是进行空气密度计算和流量修正的必要参数。
6. 截面面积 (Cross-Sectional Area): 气流所流经的有效面积,单位平方米(m²)。准确测量或计算该面积对于由风速推算风量至关重要。
空气通量检测需要使用专业的仪器设备,常用的包括:
1. 风速计 (Anemometers): * 热线/热球式风速计 (Hot-Wire / Thermo-Anemometer): 对低风速敏感,响应快,常用于测量不稳定气流或小空间。 * 叶轮式风速计 (Vane Anemometer): 直接显示风速,操作直观,适用于中等风速的稳定气流。手持式常用于风口测量。 * 超声风速计 (Ultrasonic Anemometer): 无运动部件,测量精度高,可测三维风速,常用于气象或科研。 * 皮托管 (Pitot Tube): 与微压计配合使用,通过测量动压和静压差来计算风速和风量。特别适用于管道内高风速、高温或污染环境的测量。是测量标准中推荐的方法之一。
2. 风量罩 (Capture Hood / Air Flow Hood): 直接罩在送风口或回风口上,内置传感器可直接读取通过风口的风量值(m³/h)。使用便捷,是测量散流器、百叶风口等终端设备风量的常用工具。
3. 微压计 (Manometer / Pressure Gauge): 用于精确测量气体压力(静压、动压、全压、压差)。数字微压计精度高,功能多,常与皮托管、压力探头或流量喷嘴配合使用。
4. 温湿度计 (Thermo-Hygrometer): 用于测量空气的干球温度、湿球温度和相对湿度,为空气密度修正提供数据。
5. 流量喷嘴/孔板 (Flow Nozzle / Orifice Plate): 安装在管道中作为节流装置,通过测量装置前后稳定的压差,利用标准公式计算流量。精度高,常用于实验室或标定。
6. 多点扫描系统 (Multi-Point Traversing System): 由步进电机驱动的自动移动装置,可将皮托管或风速探头精确移动到管道截面的多个测点进行测量,用于大截面管道的精确风量测定。
空气通量检测方法主要取决于测量对象(管道内、风口处、开放空间)和对精度的要求:
1. 管道内风量测量 (Duct Flow Measurement): * 点测法 (Pitot Traverse): 这是最经典、精度最高的方法之一。在直管段上按标准(如AMCA 203, ISO 3966, EN 12599)选择测量截面,并按一定规则划分网格(Log-Linear或Log-Tchebycheff),在网格点上用皮托管和微压计测量动压。计算平均动压和平均风速,再乘以管道有效截面积得到风量。测量前需满足上下游直管段要求。 * 固定多点法 (Fixed Multi-Point): 在截面上固定安装多个皮托管或风速探头,测量多点平均风速。 * 节流装置法 (Differential Pressure Devices): 使用标准化的流量喷嘴、文丘里管或孔板,测量其前后压差,根据标准公式计算流量。
2. 风口风量测量 (Air Terminal Device Measurement): * 风量罩法 (Capture Hood): 直接将风量罩罩住风口(需密封良好),仪器直接读取风量,最常用最便捷。注意选择合适尺寸的风罩,并考虑风口类型和气流方向对读数的影响。 * 散流器面风速法 (Effective Area Method): 测量散流器颈部或有效面积处的平均风速,乘以有效面积得到风量。需使用叶轮式或热式风速计。 * 风口系数法 (K-Factor Method): 对于特定风口,制造商可能提供风口系数K(定义入口静压与出风口平均风速的关系),通过测量入口静压计算风量。
3. 房间或空间整体通量测量 (Room/Enclosure Airflow): 通常采用示踪气体法(Tracer Gas Method, 如ISO 12569)或通过测量房间进出风口的流量来间接推算。
4. 动态测量 (Continuous Monitoring): 在关键位置(如洁净室回排风总管、大型风机出口)安装固定式在线风速/风量传感器,进行实时监测和记录。
空气通量检测应遵循相关的国际、国家或行业标准,以确保测量方法的科学性和结果的可比性、准确性:
国际通用标准: * ISO 3966: Measurement of fluid flow in closed conduits — Velocity area method using Pitot static tubes. * ISO 5167 (系列): Measurement of fluid flow by means of pressure differential devices inserted in circular cross-section conduits running full. * ISO 5801: Industrial fans — Performance testing using standardized airways. * ISO 12569: Thermal performance of buildings and materials — Determination of specific airflow rate in buildings — Tracer gas dilution method. * AMCA 203 (Air Movement and Control Association): Field Performance Measurement of Fan Systems. 广泛应用于北美风机系统现场测试。 * AMCA 210/ASHRAE 51: Laboratory Methods of Testing Fans for Certified Aerodynamic Performance Rating. * ASHRAE 111 (American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers): Measurement, Testing, Adjusting, and Balancing of Building HVAC Systems. 涵盖方法、仪器和要求。 * EN 12599 (European Standard): Ventilation for buildings — Test procedures and measurement methods to hand over air conditioning and ventilation systems. 欧洲广泛采用。
中国国家标准 (GB/T):
* GB/T 1236-2017: 工业通风机 用标准化风道进行性能试验 (等同采用ISO 5801)。
* GB/T 15912.1-2009 /
证书编号:241520345370
证书编号:CNAS L22006
证书编号:ISO9001-2024001
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