Системы вентиляционные. Методы аэродинамических испытаний. ГОСТ 12.3.018-79

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

Система стандартов безопасности труда

Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 5 сентября 1979 г. № 3341 дата введения установлена 01.01.81.

Постановлением Госстандарта от 24.01.86 № 182 снято ограничение срока действия

Настоящий стандарт распространяется на аэродинамические испытания вентиляционных систем зданий и сооружений.

Стандарт устанавливает методы измерений и обработки результатов при проведении испытаний вентиляционных систем и их элементов для определения расходов воздуха и потерь давления.

Содержание

• 1. Метод выбора точек измерений
• 2. Аппаратура
• 3. Подготовка к испытаниям
• 4. Проведение испытания
• 5. Обработка результатов измерений
• 6. Требования безопасности
• Приложение. Расчет погрешностей измерения расхода воздуха комбинированным приемником давления в сочетании с дифференциальным манометром

1. МЕТОД ВЫБОРА ТОЧЕК ИЗМЕРЕНИЙ

1.1. Для измерения давлений и скоростей движения воздуха в воздуховодах (каналах) должны быть выбраны участки с расположением мерных сечений на расстояниях не менее шести гидравлических диаметров Dh, м за местом возмущения потока (отводы, шиберы, диафрагмы и т. п.) и не менее двух гидравлических диаметров перед ним.

При отсутствии прямолинейных участков необходимой длины допускается располагать мерное сечение в месте, делящем выбранный для измерения участок в отношении 3 : 1 в направлении движения воздуха.

Примечание. Гидравлический диаметр определяется по формуле:

D_h= 4F / П ,

где F, м₂ и П, м, соответственно, площадь и периметр сечения.

1.2. Допускается размещать мерное сечение непосредственно в месте внезапного расширения или сужения потока. При этом размер мерного сечения принимают соответствующим наименьшему сечению канала.

1.3. Координаты точек измерений давлений и скоростей, а также количество точек определяются формой и размерами мерного сечения по черт. 1 и 2. Максимальное отклонение координат точек измерений от указанных на чертежах не должно превышать ±10 %. Количество измерений в каждой точке должно быть не менее трех.

1.4. При использовании анемометров время измерения в каждой точке должно быть не менее 10с.

Координаты точек измерения давлений и скоростей в воздуховодах цилиндрического сечения

Координаты точек измерения давлений и скоростей в воздуховодах прямоугольного сечения

Основные размеры приемной части комбинированного приемника давления

* Диаметр d не должен превышать 8 % внутреннего диаметра круглого или ширины (по внутреннему обмеру) прямоугольного воздуховода.

Основные размеры приемной части приемника полного давления

* Диаметр d не должен превышать 8 % внутреннего диаметра круглого или ширины (по внутреннему обмеру) прямоугольного воздуховода.

2. АППАРАТУРА

2.1. Для аэродинамических испытаний вентиляционных систем должна применяться следующая аппаратура:

• а) комбинированный приемник давления — для измерения динамических давлений потока при скоростях движения воздуха более 5 м/с и статических давлений в установившихся потоках (черт. 3);
• б) приемник полного давления — для измерения полных давлений потока при скоростях движения воздуха более 5 м/с (черт. 4);
• в) дифференциальные манометры класса точности от 0,5 до 1,0 по ГОСТ 18140-84 и тягомеры по ГОСТ 2405-88 — для регистрации перепадов давлений;
• г) анемометры по ГОСТ 6376—74 и термоанемометры — для измерения скоростей воздуха менее 5 м/с;
• д) барометры класса точности не ниже 1,0 — для измерения давления в окружающей среде;
• е) ртутные термометры класса точности не ниже 1,0 по ГОСТ 13646—68 и термопары — для измерения температуры воздуха;
• ж) психрометры класса точности не ниже 1,0 по ТУ 25.1607.054-85 и психрометрические термометры по ГОСТ 112-78 — для измерения влажности воздуха.

Примечание. При измерениях скоростей воздуха, превышающих 5 м/с в потоках, где затруднено применение приемников давления, допускается использовать анемометры по ГОСТ 6376-74 и термоанемометры.

2.2. Конструкции приборов, применяемых для измерения скоростей и давлений запыленных потоков, должны позволять их очистку от пыли в процессе эксплуатации.

2.3. Для проведения аэродинамических испытаний в пожаровзрывоопасных производствах должны применяться приборы, соответствующие категории и группе производственных помещений.

3. ПОДГОТОВКА К ИСПЫТАНИЯМ

3.1. Перед испытаниями должна быть составлена программа испытаний с указанием цели, режимов работы оборудования и условий проведения испытаний.

3.2. Вентиляционные системы и их элементы должны быть проверены и обнаруженные дефекты устранены.

3.3. Показывающие приборы (дифференциальные манометры, психрометры, барометры и др.), а также коммуникации к ним следует располагать таким образом, чтобы исключить воздействие на них потоков воздуха, вибраций, конвективного и лучистого тепла, влияющих на показания приборов.

3.4. Подготовку приборов к испытаниям необходимо проводить в соответствии с паспортами приборов и действующими инструкциями по их эксплуатации.

4. ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЯ

4.1. Испытания следует проводить не ранее чем через 15 мин после пуска вентиляционного агрегата.

4.2. При испытаниях, в зависимости от программы, измеряют:

• барометрическое давление окружающей воздушной среды В_а, кПа (кгс/см²);
• температуру перемещаемого воздуха по сухому и влажному термометру, соответственно, t и f_φ, °С;
• температуру воздуха в рабочей зоне помещения t_a, °С;
• динамическое давление потока воздуха в точке мерного сечения р_di, кПа (кгс/м²); статическое давление воздуха в точке мерного сечения р_si, кПа (кгс/м²);
• полное давление воздуха в точке мерного сечения р_i, кПа (кгс/м²);
• время перемещения анемометра по площади мерного сечения τ, с;
• число делений счетного механизма оборотов механического анемометра за время τ обвода сечения n.

Примечания:

1. Измерения статического или полного давлений производят при определении давления, развиваемого вентилятором, и потерь давления в вентиляционной сети или на ее участке.

2. Значение полного (p, кПа, кгс/м²) и статического (p_s, кПа, кгс/м²) давлений представляют собой соответствующие перепады полных и статических давлений потока с барометрическим давлением окружающей среды. Перепад считается положительным, если соответствующее значение превышает давление окружающей среды, в противном случае p и p_s — отрицательны.

4.3. При измерении давлений и скоростей потока в воздуховодах и расположении мерного сечения на прямолинейном участке длиной не менее 8Dh допускается проводить измерения статического давления потока воздуха и в отдельных точках сечения - полного давления комбинированным приемником давления.

4.4. Зазоры между измерительными приборами и отверстиями, через которые они вводятся в закрытые каналы, должны быть уплотнены во время испытаний, а отверстия закрыты после проведения испытаний.

5. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ

5.1. На основе величин, измеренных в соответствии с программой, определяют:

• относительную влажность перемещаемого воздуха φ, %;
• плотность перемещаемого воздуха ρ, кг/м³ (кгс•с²/м³);
• скорости движения воздуха V, м/с;
• расход воздуха L, м³/с;
• потери полного давления в вентиляционной сети или в отдельных ее элементах Δр, кПа (кгс/м²);
• коэффициент потерь давления вентиляционной сети или ее элемента ξ.

5.2. Относительную влажность перемещаемого воздуха определяют по показаниям сухого и влажного термометров в соответствии с паспортом прибора.

5.3. Плотность перемещаемого воздуха определяют по формуле



где р` — статическое или полное давление потока, измеренное комбинированным приемником давления или приемником полного давления в одной из точек мерного сечения;

K_φ — коэффициент, зависящий от температуры и влажности перемещаемого воздуха. Значение K_φ определяется по табл. 1.

Зависимость коэффициента K_φ от температуры и влажности перемещаемого воздуха

Таблица 1

t, °C	10		20		30		40		50
φ, %	50	100	50	100	50	100	50	100	50	100
Kφ	0,998	1,003	1,000	1,005	1,004	1,012	1,010	1,025	1,020	1,040

5.4. Динамическое давление р_d кПа (кгс/м²) средней скорости движения воздуха определяют по измеренным в z точках (черт. 1 или 2) комбинированным приемником давления величинам динамических давлении р_di по формуле



5.5. Скорость движения воздуха V_i, м/с в точке мерного сечения по измерениям динамического давления р_di определяют согласно формуле



5.6. Среднюю скорость движения воздуха V_m, м/с, в мерном сечении по измерениям динамического давления в z точках (по черт. 1 или 2) определяют по формуле



5.7. При измерениях анемометрами скорость движения воздуха в отдельных точках мерного сечения определяют по показаниям прибора n и графику индивидуальной тарировки прибора V(n); при этом среднюю скорость движения воздуха V_m определяют по формуле



5.8. Объемный расход L, м³/с, воздуха определяют по формуле

L = F V_m.

5.9. Статическое давление р_s потока в мерном сечении определяют по следующим формулам:

а) при измерениях полных и динамических давлений:



;

б) при измерениях статических давлений:



;

в) при измерениях скоростей потока и полных давлений:



.

5.10. Полное давление р потока в мерном сечении рассчитывают по формулам



5.11. Потери полного давления элемента сети определяют по формуле

Δp = p1 - p2.

где р₁ и р₂ — полные давления, определенные по п. 5.10, в мерных сечениях 1 и 2, расположенных, соответственно, на входе в элемент и на выходе из него.

5.12. Потери полного давления элемента сети, расположенного на входе в сеть, определяют по формуле

Δp = p₂.

5.13. Потери полного давления элемента сети, расположенного на выходе из сети, определяют по формуле

Δp = p₁.

5.14. Коэффициент потерь давления элементов сети определяют по формуле

ξ = Δp / p_d .

где р_d — динамическое давление (по п. 5.4) в мерном сечении, выбранном в качестве характерного.

5.15. Динамическое давление р_dv, кПа (кгс/м²), вентилятора определяют по формуле



где F_v — площадь выходного отверстия вентилятора.

5.16. Статическое давление p_sv, кПа (кгс/м²), вентилятора определяют по формуле

p_sv = p_s2 - p_s1 - p_d1 ,

где р_s1 и р_s2 — соответственно статические давления в мерных сечениях 1 и 2 перед и за вентилятором, определенные по п. 5.9;

р_d1 — динамическое давление в мерном сечении 1, на входе в вентилятор, определенное по п. 5.4.

5.17. Полное давление вентилятора p_v, кПа (кгс/м²), равно суммарным потерям Δр_Σ сети и определяется по формуле

p_v = p₂ - p₁ .

Примечание. Безразмерные параметры, характеризующие аэродинамические свойства собственно вентилятора (его коэффициенты полного ψ_v, статического ψ_s и динамического φ_dv давлений, а также коэффициент расхода воздуха φ_v) определяют, если это предусмотрено программой испытаний, по формулам, приведенным в ГОСТ 10921-90.

5.18. В случаях, предусмотренных программой испытаний, производят расчет предельной погрешности определения расхода воздуха по результатам измерений. Порядок расчета при измерениях пневмометрическим насадком в сочетании с дифференциальным манометром дан в рекомендуемом приложении.

6. ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ

6.1. При проведении аэродинамических испытаний вентиляционных систем должны соблюдаться требования безопасности согласно ГОСТ 12.4.021-75.

6.2. Проведение аэродинамических испытаний не должно ухудшать проветривание и приводить к скоплению взрывоопасной концентрации газов.

---

ПРИЛОЖЕНИЕ

Рекомендуемое

РАСЧЕТ ПОГРЕШНОСТЕЙ ИЗМЕРЕНИЯ РАСХОДА ВОЗДУХА КОМБИНИРОВАННЫМ ПРИЕМНИКОМ ДАВЛЕНИЯ В СОЧЕТАНИИ С ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫМ МАНОМЕТРОМ

Из уравнений пп. 4.3—4.8 следует:



При этом предельная относительная погрешность определения расхода воздуха в процентах выражается следующей формулой:

δ_L = ( 2σ_L+δ_φ) ,

где σ_L — среднеквадратичная относительная погрешность, обусловленная неточностью измерений в процессе испытаний;

δ_φ — предельная, относительная погрешность определения расхода воздуха, связанная с неравномерностью распределения скоростей в мерном сечении; величины δ_φ даны в табл. 1 настоящего приложения. Величина σ_L представляется в виде:



где σ_D — среднеквадратичная погрешность определения размеров мерного сечения, зависящая от гидравлического диаметра воздуховода; при 100мм ≤ Dh ≤ 300 мм величина σ_D = ±3%, при D_h > 300мм σ_D = ±2%; σ_p, σ_B, σ_t — среднеквадратичные погрешности измерений, соответственно, динамического давления Р_d потока, барометрического давления B_a, температуры t потока, величины σ_p, σ_B, σ_t даны в табл. 2 настоящего приложения.

Пользуясь табл. 1 и 2 и приведенными формулами вычисляют предельную погрешность определения расхода воздуха.

Таблица 1

Предельная относительная погрешность δ_φ, вызванная неравномерностью распределения скоростей в мерном сечении

Форма мерного сечения	Число точек измерений	δ, %, при расстоянии от места возмущения потока до мерного сечения в гидравлических диаметрах Dh
		1	2	3	5	> 5
Круг	4	20	16	12	6	3
	8	16	12	10	5	2
	12	12	8	6	3	2
Прямо- угольник	4	24	20	15	8	4
	16	12	8	6	3	2

Таблица 2

Среднеквадратичные погрешности σ_p, σ_B, σ_t показаний приборов

Показание прибора в долях длины шкалы	σp, σB, σt, %, для приборов класса точности
	10	0,5
1,00	±0,5	±0,25
0,75	±0,7	±0,24
0,50	±1,0	±0,5
0,25	±2,0	±1,0
0,10	±5,0	±2,5
0,05	±10,0	±5,0

Пример. Мерное сечение расположено на расстоянии 3-х диаметров за коленом воздуховода диаметром 300 мм (т. е. σ_D = ± 3%). Измерения производят комбинированным приемником давления в 8-ми точках мерного сечения (т. е. по табл. 1 δ_φ = + 10%). Класс точности приборов (дифманометр, барометр, термометр) — 1,0. Отсчеты по всем приборам производятся, примерно, в середине шкалы, т. е. по табл. 2, σ_p = σ_B = σ_t = ± 1,0%. Предельная относительная погрешность измерения расхода воздуха составит:






Вернуться к списку нормативных документов