ГОСТ 12.3.018-79. Государственный стандарт Союза ССР. Система стандартов безопасности труда. Системы вентиляционные. Методы аэродинамических испытаний

(введен Постановлением Госстандарта СССР от 05.09.1979 № 3341)

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

СИСТЕМА СТАНДАРТОВ БЕЗОПАСНОСТИ ТРУДА

СИСТЕМЫ ВЕНТИЛЯЦИОННЫЕ

МЕТОДЫ АЭРОДИНАМИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ

Occupational safety standards system. Ventilation systems. Aerodynamic test methods

1 января 1981 года

Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 5 сентября 1979 г. № 3341 срок введения установлен с 01.01.81.

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.

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);

---

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

б) приемник полного давления — для измерения полных давлений потока при скоростях движения воздуха более 5 м/с (черт. 4);

---

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

в) дифференциальные манометры класса точности от 0,5 до 1,0 по ГОСТ 11161-84, ГОСТ 18140-84 и тягомеры по ГОСТ 2648-78 — 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 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 ИСПЫТАНИЙ

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 B_{a} , кПа (кгс/см2);

температуру перемещаемого воздуха по сухому и влажному термометру, соответственно, t и f_{\varphi} , °C;

температуру воздуха в рабочей зоне помещения t_{a} , °C;

динамическое давление потока воздуха в точке мерного сечения p_{di} , кПа (кгс/м2);

статическое давление воздуха в точке мерного сечения p_{si} , кПа (кгс/м2);

полное давление воздуха в точке мерного сечения p_{i} ; кПа (кгс/м2);

время перемещения анемометра по площади мерного сечения \tau , с;

число делений счетного механизма оборотов механического анемометра за время \tau 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/см2) 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 \varphi , %;

плотность перемещаемого воздуха \rho , кг/м3 (кгс · с2/м4);

скорости движения воздуха v, м/с;

расход воздуха L, м3/с;

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

коэффициент потерь давления вентиляционной сети или ее элемента \xi .

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

5.3 Плотность перемещаемого воздуха определяют по формуле

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

K_{\varphi} — коэффициент, зависящий от температуры и влажности перемещаемого воздуха. Значение K_{\varphi} определяется по табл. 1.

t°, C	10		20		30		40		50
\varphi , %	50	100	50	100	50	100	50	100	50	100
K_{\varphi}	0,998	1,003	1,000	1,005	1,004	1,012	1,010	1,025	1,020	1,040

5.4. Динамическое давление p_{d} , кПа (кгс/м2), средней скорости движения воздуха определяют по измеренным в z точках (черт. 1 или 2) комбинированным приемником давления величинам динамических давлений p_{di} по формуле

5.5. Скорость движения воздуха \upsilon_{i} , м/с, в точке мерного сечения по измерениям динамического давления p_{di} определяют согласно формуле

5.6. Среднюю скорость движения воздуха \upsilon_{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 \upsilon(n) ; при этом среднюю скорость движения воздуха \upsilon_{m} определяют по формуле

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

5.9 Статическое давление p_{s} потока в мерном сечении определяют по следующим формулам:

а) p_{s} = \frac{\sum_{i = 1}^{z} (p_{i} - p_{di})}{z} при измерениях полных и динамических давлений;

б) p_{s} = \frac{\sum_{i = 1}^{z} p_{si}}{z} при измерениях статических давлений;

в) p_{s} = \frac{\sum_{i = 1}^{z} (p_{i} - \rho \frac{\upsilon_{i}^{2}}{2})}{z} при измерениях скоростей потока и полных давлений.

5.10 Полное давление p потока в мерном сечении рассчитывают по формулам

5.11 Потери полного давления элемента сети определяют по формуле

где p_{1} и p_{2} — 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

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

5.14 Коэффициент потерь давления элементов сети определяют по формуле

где p_{d} — динамическое давление (по п. 5.4) в мерном сечении, выбранном в качестве характерного.

5.15 Динамическое давление p_{dv} , кПа (кгс/см2), вентилятора определяют по формуле

где F_{\upsilon} — площадь выходного отверстия вентилятора.

5.16 Статическое давление p_{sv} , кПа (кгс/м2) вентилятора определяют по формуле

где p_{s1} и p_{s2} — соответственно статические давления в мерных сечениях 1 и 2 перед и за вентилятором, определенные по п. 5.9;

p_{dt} — 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 \Delta p_{\Sigma} сети и определяется по формуле

Примечание. Безразмерные параметры, характеризующие аэродинамические свойства собственно вентилятора (его коэффициенты полного \psi_{\upsilon} , статического \psi_{s} и динамического \varphi_{dv} давлений, а также коэффициент расхода воздуха \varphi_{v} ) определяют, если это предусмотрено программой испытаний, по формулам, приведенным в ГОСТ 10921-74.

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 1.

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.

Из уравнений п. п. 4.3 - 4.8 следует:

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

где \sigma_{L} — среднеквадратичная относительная погрешность, обусловленная неточностью измерений в процессе испытаний,

\delta_{\varphi} — предельная относительная погрешность определения расхода воздуха, связанная с неравномерностью распределения скоростей в мерном сечении; величины \delta_{\varphi} даны в табл. 1 настоящего Приложения.

Форма мерного сечения	Число точек измерений	\delta_{\varphi} , %, 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
Прямоугольник	4	24	20	15	8	4
	16	12	8	6	3	2

\sigma_{L} = (4\sigma_{D}^{2} + \frac{1}{4} \sigma_{B}^{2} + \frac{1}{4} \sigma_{t}^{2} + \frac{1}{4} \sigma_{p}^{2})^{0,5},

где \sigma_{D} — среднеквадратичная погрешность определения размеров мерного сечения, зависящая от гидравлического диаметра воздуховода; при 100\text{мм } \leq D_{h}300\text{мм} величина \sigma_{D} = \pm 3\% , при D_{h}>300\text{мм} \sigma_{D} = \pm 2\% ;

\sigma_{p} , \sigma_{B} , \sigma_{t} — среднеквадратичные погрешности измерений соответственно динамического давления P_{d} потока, барометрического давления B_{a} , температуры t потока, величины \sigma_{p} , \sigma_{B} , \sigma_{t} даны в табл. 2 настоящего Приложения.

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

Показание прибора в долях длины шкалы	\sigma_{p} , \sigma_{B} , \sigma_{t} , %, 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. \sigma_{D} = \pm 3\% ). Измерения производят комбинированным приемником давления в 8-ми точках мерного сечения (т.е. по табл. 1 \delta_{\varphi} = + 10\% ). Класс точности приборов (дифманометр, барометр, термометр) — 1,0. Отсчеты по всем приборам производятся примерно в середине шкалы, т.е. по табл. 2, \sigma_{p} = \sigma_{B} = \sigma_{t} = \pm 1,0\% . Предельная относительная погрешность измерения расхода воздуха составит:

---