ГОСТ 12.3.018-79

УДК 658.382.3:628.83.001.4:006.354 Группа Т58

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

Система стандартов безопасности труда

СИСТЕМЫ ВЕНТИЛЯЦИОННЫЕ

Методы аэродинамических испытаний

Occupational safety standards system.

Ventilation systems. Aerodinamical tests methods

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.

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 D_h, 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

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 10 с.

Координаты точек измерения давлений и скоростей в воздуховодах цилиндрического сечения

Черт. 1

Координаты точек измерения давлений и скоростей в воздуховодах прямоугольного сечения

Черт. 2

Основные размеры приемной части комбинированного приемника давления

_____________

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

Черт. 3

Основные размеры приемной части приемника полного давления

_____________

Черт. 4

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_j, °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 t, с;

число делений счетного механизма оборотов механического анемометра за время t обвода сечения п.

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 8D_h 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 j, %;

плотность перемещаемого воздуха r, кг/м³ (кгс·с²/м³);

скорости движения воздуха n, м/с;

расход воздуха L, м³/с;

потери полного давления в вентиляционной сети или в отдельных ее элементах Dр, кПа (кгс/м²);

коэффициент потерь давления вентиляционной сети или ее элемента z.

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

Зависимость коэффициента K_j от температуры и влажности перемещаемого воздуха

Таблица 1

t, °C	10		20		30		40		50
j, %	50	100	50	100	50	100	50	100	50	100
K_j	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 n_i, м/с в точке мерного сечения по измерениям динамического давления р_di определяют согласно формуле

5.6. Среднюю скорость движения воздуха n_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 n (n); при этом среднюю скорость движения воздуха n_m определяют по формуле

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

L=F×n_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

или

5.11. Потери полного давления элемента сети определяют по формуле

Dp = 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

Dp = p₂.

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

Dp = p₁.

5.14. Коэффициент потерь давления элементов сети определяют по формуле

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_n — 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 Dр_å сети и определяется по формуле

p_v= p₂- p₁.

Примечание. Безразмерные параметры, характеризующие аэродинамические свойства собственно вентилятора (его коэффициенты полного y_v, статического y_s и динамического j_dv давлений, а также коэффициент расхода воздуха j_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:

d_L=(2s_L+d_j),

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

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

где s_D — среднеквадратичная погрешность определения размеров мерного сечения, зависящая от гидравлического диаметра воздуховода; при 100 мм £ D_h £ 300 мм величина s_D = ± 3 %, при D_h > 300 мм s_D = ± 2 %;

s_p, s_B, s_t — среднеквадратичные погрешности измерений, соответственно, динамического давления Р_d потока, барометрического давления B_a, температуры t потока, величины s_p, s_B, s_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 d_j, вызванная неравномерностью распределения скоростей в мерном сечении

Форма мерного сечения	Число точек измерений	d, %, при расстоянии от места возмущения потока до мерного сечения в гидравлических диаметрах D_h
		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-	4	24	20	15	8	4
угольник	16	12	8	6	3	2

Таблица 2

Среднеквадратичные погрешности s_p, s_B, s_t показаний приборов

Показание прибора в долях	s_p,s_B,s_t, %, для приборов класса точности
длины шкалы	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. s_D = ± 3 %). Измерения производят комбинированным приемником давления в 8-ми точках мерного сечения (т. е. по табл. 1 d_j = + 10 %). Класс точности приборов (дифманометр, барометр, термометр) — 1,0. Отсчеты по всем приборам производятся, примерно, в середине шкалы, т. е. по табл. 2, s_p = s_B = s_t = ± 1,0 %. Предельная относительная погрешность измерения расхода воздуха составит:

d_L=2 (4×3²+ × 1 + ×1 + ×1)⁰^,5 + 10 = ±12 + 10 = + 22 %, -2 %