第二章 烟气参数的测定

    2.仪器
①标准型皮托管。标准型皮托管的构造如图5-2-7所示。它是一个弯成90°的双层同心圆管,前端呈半圆形,正前方有一开孔,与内管相通,用来测定全压。在距前端6倍直径出外管壁上开有一圈孔径为1mm的小孔,通至后端的侧出口,用于测定排气静压。
按照上述尺寸制作的皮托管其修正系数为1.99 0.01,如果未经标定,使用时可取修正系数Kp为0.99。
标准型皮托管的侧孔很小当烟道内颗粒物浓度大时,易被堵塞。它是用于测量较清洁的排气。
②S型皮托管。S型皮托管的结构见图5-2-8.它是由两根相同的金属管并联组成。测量端有方向相反的两个开口,测定时,面向气流的开口测得的压力为全压,背向气流的开口测得的压力小于静压。按照图5-2-8设计要求制作的S型皮托管,其修正系数Kp为0.84 0.01。制作尺寸与上述要求有差别S型皮托管的修正系数需进行校正。其正,反方向的修正系数相差应不大于0.01。S型皮托管的测压孔开口较大,不易被颗粒物堵塞额,且便于在厚壁烟道中使用。
S型皮托管在使用前用标准皮托管在风洞中进行校正。S型皮托管的速度校正系数按下式计算:
式中:——分别为标准皮托管和S型皮托管的速度校正系数;
      ——分别为标准皮托管和S型皮托管测得的动压值,Pa。
③U形压力计。U形压力计用于测定排气的全压和静压,其最小分度值应不大于10Pa。压力计由U形玻璃管制成,内装测压也挺i,常用测压液体有水,乙醇和汞,视被测压力范围选用。压力P按下式计算:
式中:P——压力,Pa;
      h——液柱差,mm;
      ρ——液体密度,g/cm3;
    在实际工作中,常用mmH2O表示压力,这样压力P=ρ*h
    U形压力计的误差较大,不适宜测量微小压力。
④斜管微压计,斜管微压计用于测定排气的动压,测量范围0~2000Pa,其精确度应不低于2%,最小分度值应不大于2Pa。
斜管微压计,构造见示意图5-2-9.一端为截面积较大的容器,另一端为可调角度的玻璃管,管上刻度表示压力的读数。测压时,将微压计容器开口与测定系统中压力较高的一端相连,斜管与系统中压力较低的一端相连,作用于两个液面上的压力差,使液柱沿斜管上升,压力P按下式计算:
P=
令K=
式中:P——压力,Pa;
      L——斜管斜管内液柱长度,mm;
      α——斜管与水平面夹角;
S1——斜管截面积,mm2
S2——容器截面积,mm2
ρ——测压液体密度,g/cm3,常用密度为0.81的乙醇;
过去工厂生产的斜管微压计,刻度都以mmH2O作单位,修正系数K通常为0.1、0.2、0.3、0.6等几档。
台阶轴⑤大气压力计。最小分度值应不大于0.1kPa。
3.测定方法
(1)准备工作
①将微压计调整至水平位置。
②检查微压计液注中有无气泡。
③检查微压计是否漏气。向微压计的正压端(或负压端)入口吹气(或吸气),迅速封闭该入口,如微压计的液柱位置不变,则表明该通路不漏气。
④检查皮托管是否漏气。
用橡皮管将全压管的出口与微压计的正压端连接,静压管的出口与微压计的负压端连接。由全压管测孔吹气后,迅速堵严该测孔,如微压计的液柱位置不变,则表明全压管不落至某一位置,如页面不继续跌落,则表明静压管不漏气。
(2)测量气流的动压(图5-2-10)
①将微压计的液面调整到零点。
②在皮托管上标出各测点应插入采样孔的位置。
③将皮托管插入采样孔。使用S型皮托管时,应使开孔平面垂直于测量断面插入。如断面上无涡流,微压计读书应在零点左右。使用皮托管时,在插入烟道前,切断皮托管和微压
计的通路,以避免微压计中的酒精被吸入到连接管中,使压力测量产生错误。
④在各测点上,使皮托管得全压测孔正对着气流方向,其偏差不得超过10º,测出各点的动压,分别记录在表中。重复测定一次,取平均值。
⑤测定完毕后,检查微压计的液面是否回到原点。
(3)测量排气的静压(图5-2-10)
①将皮托管插入烟道近中心处的一个测点。
②使用S型皮托管测量时只用其一路测压管。其出口端用胶管与U型压力计一端相连,将S型皮托管插入到烟道近中心,使其测量端开口平面平行于气流方向,所测得的压力即为静压。
③使用标准型皮托管时,用胶管将其静压管出口端与U型压力计一端相连,将皮托管伸入烟道近中心处,使其全压测孔正对气流方向,所测得的压力即为静压。
(4)测量大气压力
①使用大气压力计直接测出。
②也可以根据当地气象站给出的数值,加或减因测点与气象站标高不同所需的修正值,即标高每增加10m,大气压力约减小110Pa。
4.说明
①在管道中流动的气体同时受到两种压力的作用,即静压和动压。
②静压是单位体积气体所具有的势能,他表现为气体在各个方向上作用于管壁的压力,管道内气体的压力比大气压力大时,静压为正,反之,静压为负。
③动压是单位体积气体所具有的动能,是气体流动的压力,由于动压仅作用于气体流动的方向,动压恒为正值。
④静压和动压的代数和称为全压,是气体在管道中流动时具有的总能量,全压和静压一样为相对压力,有正负之分。
⑤通常在风机前吸入式管道中,静压为负,动压为正,全压可能为负,也可能为正。在风
机后的压入式管道中,静压和动压都为正,全压也为正。在烟道系统中,风机后大都串连烟气温度较高的烟囱,在热压作用下烟气也产生较大的能量。在这种情况下,风机后至烟囱某一断面之间的烟道,静压也多为负值,全压可能为负,也可能为正。
四、流速(A)
微波加热器
1.原理
由于气体流速与气体动压的平方根成正比,可根据测得的动压计算气体的流速。
2.仪器
1皮托管。
2斜管压力计或流速测定仪。
3.测定方法
按本篇第一章一、采样位置与采样点的规定,在选定的测量位置和各测量点上,用皮托管和斜管微压计或皮托管和流速测定仪测定各点动压,重复测定一次取平均值。
4.计算
1测点气流速度Vs按下式计算:
当干排气成分与空气近似,排气露点温度在35~55℃之间,排气的绝对压力在97~103kPa之间时,Vs可按下式计算:
对于接近常温、常压条件下(t=20℃,Ba+Ps=101325Pa),通风管道德空气流速Va按下式计算:
式中:Vs——湿排气的气体流速,m/s;
      Va——常温常压下通风管道的空气流速,m/s;
Ba——大气压力,Pa;
Kp——皮托管修正系数;
Pd——排气动压,Pa;
Ps——排气静压,Pa;
Ρs——湿排气的密度,kg/m3
Ms——湿排气气体的分子量,kg/kmol;
Ts——排气温度,℃。
2平均流速的计算:烟道某一断面的平均速度可根据断面上各测点测出的流速Vsi,由下式计算:
式中:——某一测点的动压,Pa;
      n——测点的数目。
涂料过滤器当干排气成分与空气相近,排气露点温度为35~55℃之间。排气绝对压力在97~103kPa之间时,某一断面的平均气流速度按下式计算:
对于接近常温、常压条件下(t=20℃,Ba+Ps=101325Pa),通风管道中某一断面的平均空气流速按下式计算:
5.壁炉门说明
计算排气流速中排气密度和气体分子量的计算方法如下:
(1)排气密度的计算
1排气密度和其分子量、气温、压力的关系由下式计算:
式中:——湿排气的密度,kg/m3
  ——排气气体的分子量,kg/kmol;
  ——大气压力,Pa;
  ——排气的静压,Pa;
  ——排气的温度,℃;
2标准状态下湿排气的密度按下式计算:
式中: ——标准状态下湿排气的密度,kg/m3
      ——湿排气气体的分子量,kg/kmol;
      ——排气中氧、一氧化碳、二氧化碳、氮气和水的分子量,kg/kmol;
      ——排气中氧、一氧化碳、二氧化碳、氮气的体积百分数,%;
      ——排气中水分含量的体积百分数,%。
3测量状态下烟道内湿排气的密度可按下式计算:
式中:——测量状态下烟道内湿排气的密度,kg/m3;
Ps——排气的静压,Pa。
(2)排气气体分子量的计算
1排气气体分子量的计算
已知各成分气体的体积百分数Xi和其分子量Mi,排气气体的分子量按下式计算:
式中:——排气气体的分子量,kg/kmol;
      ——某一成分气体的体积百分数,%;
      ——某一成分气体的分子量,kg/kmol。
2干排气气体分子量的计算
干排气气体的分子量Msd按下式计算:
3湿气气体分子量的计算
湿排气气体分子量M标本缸s按下式计算
五、流量(A)
1.原理
usb token由测定断面的湿排气平均流速和测定断面面积,得到工况下的湿排气流量;由工况下的湿排气流量和大气压力、排气静压、排气温度、排气中水分含量体积百分数得到标准状态下干排气流量。

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