动压

流体动力学术语

动压，物体在流体中运动时，在正对流体运动的方向的表面，流体完全受阻，此处的流体速度为0，其动能转变为压力能，压力增大，其压力称为全受阻压力（简称全压或总压，用P表示），它与未受扰动处的压力（即静压，用P静表示）之差，称为动压（用P动表示）。

物理意义

动压是流体颗粒每单位体积的动能。动压实际上是伯努利方程式之一，可以从运动中流体的能量守恒得出。在简单的情况下，动压等于停滞压力和静压之间的差值。

动态压力的另一个重要方面是，如尺寸分析所示，以速度 v行驶的飞机所经历的空气动力学应力（即受到空气动力的结构内的应力）与空气密度和平方 v，即与 q成比例。因此，通过查看飞行中 q的变化，可以确定应力如何变化，特别是当其达到最大值时。最大空气动力学负载点通常被称为最大Q值，并且在许多应用中是关键参数，例如在航天器发射期间。

动能与动压

空气做定向流动时具有动能，用E表示（J/m3），其动能所呈现的压力称为动压（或速压），用h（或h速）表示，单位Pa。

动压的计算式

设某点空气密度为ρ（kg/m3），定向流动的流速为v（m/s），则单位体积空气所具有的动能为E：

单位是J/m3。

E动对外所呈现的动压为h：

单位是Pa 。

动压的特点

（1）只有做定向流动的空气才呈现出动压；

（2）动压具有方向性，仅对与风流方向垂直或斜交的平面施加压力。垂直流动方向的平面承受的动压最大，平行流动方向的平面承受的动压为零；

（3）在同一流动断面上，因各点风速不等，其动压各不相同；（4）动压无绝对压力与相对压力之分，总是大于零。

测压仪器

在矿井通风测量仪器中，测定空气压力的便携式仪器有三类：一是测量绝对压力的气压计；二是测量相对压力的压差计和皮托管；三是可同时测定绝对压力、相对压力的精密气压计或矿井通风综合参数检测仪等。

绝对压力测量仪器

最常用的是空盒气压计，其内部构造如图1所示。

其中，1、2、3、4—传动机构；5—拉杆；6—波纹真空膜盒；7—指针；8—弹簧空盒气压计的感压元件是外表呈波纹形、内为真空的特殊合金金属膜盒。当压力增大或减小时，膜盒面相应地凹下、凸出，通过传动机构将这种微小位移放大后，驱动指针指示出当时测点的绝对压力值。

测压时，将仪器水平放置在测点处，轻轻敲击仪器外壳，以消除传动机构的摩擦误差，放置3～5min待指针变化稳定后读数。读数时，视线与刻度盘平面要保持垂直，同时，还要根据每台仪器出厂时提供的校正表（或曲线），对读数进行刻度、温度及补偿校正。

常用的DYM3型空盒气压计的测压范围为80000～108000Pa，最小分度为10Pa，经过校正后的测量误差不大于200Pa。因精度较低，一般只适用于粗略测量和空气密度测算。

相对压力测量仪器

测量井巷中（或管道内）某点的相对压力或两点的压力差时，一般需要用皮托管配合压差计来进行。压差计有U形压差计、单管倾斜压差计、补偿式微压计等。

1）皮托管

皮托管是承受和传递压力的工具。它由两个同心圆管相套组成，其结构如图2所示。内管前端有中心孔，与标有“+”号的接头相通；外管前端侧壁上分布有一组小孔，与标有“-”号的接头相通，内外管互不相通。

使用时，将皮托管的前端中心孔正对风流，此时，中心孔接受的是风流的静压和动压（即全压），侧孔接受的是风流的静压。通过皮托管的“+”接头和“-”接头，分别将全压和静压传递到压差计上。

2）U形压差计

有U形垂直压差计和U形倾斜压差计两种。

U形垂直压差计由垂直放置的U形玻璃管和标尺组成，U形玻璃管中装入蒸馏水或酒精，当玻璃管两端分别接入不等的空气压力时，通过两端液面的高差，在标尺上读出两点之间的空气压力差。

U形垂直压差计精度低，但量程大，适用于精度要求不高，压差较大的地方，如矿井主通风机房内测量风硐内外的压差。为了减小读数误差，可使用U形倾斜压差计，其测得的读数按下式计算压差：

h=ρgLsinα

式中 h——两液面的垂直高差，即压差，Pa； ρ——玻璃管内液体的密度，kg/m3； L——两端液面倾斜长度差，mm； α——U形管倾斜的角度（可调整），对于U形垂直压差计α=90º。

3）单管倾斜压差计

单管倾斜压差计由一个大断面的容器10（面积为F1）和一个小断面的倾斜测压管8（面积为F2）及标尺等组成。大容器10和测压管8互相连通，并在其中装有用工业酒精和蒸馏水配成的密度为0.81kg/m3的工作液。两断面之比（F1/F2）为250～300。仪器固定在装有两个调平螺钉9和水准指示器2的底座1上，弧形支架3可以根据测量范围的不同将倾斜测压管固定在5个不同的位置上，刻在支架上的数字即为校正系数。大容器通过胶管与仪器的“+”接头相通，倾斜测压管的上端通过胶皮管与仪器的“-”接头相连，当“+”接头的压力高于“-”接头的压力时，虽然大容器内液面下降甚微，但测压管端的液面上升十分明显，经过下式计算相对压力或压差h：

h=LKg ，Pa

式中 L——倾斜测压管的读数，mm； K——仪器的校正系数（又称常数因子），测压时倾斜测压管在弧形支架上的相应数字。

4）补偿式微压计

补偿式微压计可以作精确的压差测量。它有充水的大小两个容器2和1，下部用胶皮管9连通。大容器与仪器的“-”接头相通，小容器与仪器的“+”接头相通。转动读数盘3，大容器可随之上下移动。当“+”“-”接头的压力相同时，两容器液面处于同一平面上，通过装在小容器上的反射镜6可以看到水准器7的尖端同它自己的像正好相接。当“+”接头压力大于“-”接头压力时，小容器液面下降，反射镜6内的尖端和影像互相接触重叠，通过转动读数盘3，使两液面再次恢复到同一水平面上，由大容器的垂直移动距离（从标尺11和读数盘3上读出）来确定大小容器所受到的压力差。

仪器的操作和使用方法如下：（1）注入蒸馏水并调零。转动读数盘3，使读数盘及位移指针4均处于“0”点。打开螺盖5，注入蒸馏水，直到从反射镜中观察到水准器7的正、倒影像近似接触。盖紧螺盖，缓慢转动读数盘使大容器2上下移动数次，以排除胶皮管9内的气泡。用调平螺钉10将仪器调平，慢慢转动调节螺母8使小容器微微移动，水准器中的正、倒影尖恰好相接触。若两个影尖重叠，表明水量不足，应再加水；若两个影尖分离，表明水量过多，应排出部分水量。

（2）测定。仪器调平、调零后，将被测压力较大的胶皮管接到仪器的“+”接头，压力较小的胶皮管接到仪器的“-”接头上。小容器1中的液面下降，从反射镜6中可观察到水准器的正、倒影像消失或重叠，顺时针缓慢转动读数盘3，直到两个影像尖端再次恰好相接。指针4所指示的标尺整数与读数盘所指的小数之和，即为所测压力差值。

常用的补偿式微压计有DJM9型、YJB-150/250-1型、BWY-150/250型等。

矿井通风综合参数检测仪

我国生产的JFY型矿井通风综合参数检测仪，是一种能同时测量空气的绝对压力、相对压力、风速、温度、湿度和时间的精密便携式本质安全型仪器，适用于煤矿井下使用。其主要技术参数如图3所示。

该仪器由压力传感器、风速传感器、温度传感器、湿度传感器以及智能微机组成。其中的压力传感器采用高精度振动筒压力传感器，主要由保护筒、激振元件、振动弹性体、温度传感器、真空腔和拾振元件等组成。振动弹性体3为一个薄壁圆筒（壁厚0.08mm），是感受压力的敏感元件，与保护筒1焊接在一起，共同构成真空腔，此腔是测压基准参考腔。激振元件2、拾振元件6与放大器构成测压振荡器，在常压下产生一个固有的振动频率f，当压力P变化时，振荡器的固有频率也发生变化，即压力P与频率f一一对应，并且单值连续。通过测量频率f（或周期T ）即可测出外界的绝对压力P。

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