Картирование потоков создания ценности

Картирование потоков создания ценности Анемометр

Законы :: гост р 50820-95 оборудование газоочистное и пылеулавливающее. методы определения запыленности газопылевых потоковпостановление госстандарта россии от 27.09.1995 n 489гост р от 1995-09-27 n 50820-95 — rufox

ГОСТ Р 50820-95

Группа Г47

     
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ОБОРУДОВАНИЕ ГАЗООЧИСТНОЕ И ПЫЛЕУЛАВЛИВАЮЩЕЕ

МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЗАПЫЛЕННОСТИ ГАЗОПЫЛЕВЫХ ПОТОКОВ

Scrubber and duster equipment.
Methods for determination of dust load of gas-and-dust streams

     
ОКС 13.040.40
ОКП 36 4600

Дата введения 1996-07-01

     
Предисловие

     
1 РАЗРАБОТАН и ВНЕСЕН Техническим Комитетом по стандартизации ТК 264 «Оборудование газоочистное и пылеулавливающее»
2 ПРИНЯТ И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Госстандарта России от 27.09.95 N 489
3 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

     1 ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

     
Настоящий стандарт устанавливает методы определения запыленности (массового содержания взвешенных частиц) газопылевых потоков (газов), отходящих от стационарных источников загрязнения при скорости газов не менее 4 м/с, давлении — до 0,2 МПа и температуре не более 400 °C.
Нормы точности измерений — по ГОСТ 17.2.4.02.
Методы определения запыленности, изложенные в настоящем стандарте, позволяют определить влияние газопылевых потоков (газов) на безопасность окружающей среды для жизни, здоровья и имущества населения.
Стандарт пригоден для целей сертификации.

     2 НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ

     
В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ 17.2.4.02-81 Охрана природы. Атмосфера. Общие требования к методам определения загрязняющих веществ
ГОСТ 17.2.4.06-90 Охрана природы. Атмосфера. Методы определения скорости и расхода газопылевых потоков, отходящих от стационарных источников загрязнения
ГОСТ 17.2.4.07-90 Охрана природы. Атмосфера. Методы определения давления и температуры газопылевых потоков, отходящих от стационарных источников загрязнения
ГОСТ 17.2.4.08-90 Охрана природы. Атмосфера. Методы определения влажности газопылевых потоков, отходящих от стационарных источников загрязнения
ГОСТ 10-88 Нутромеры микрометрические. Технические условия
ГОСТ 166-89 Штангенциркули. Технические условия
ГОСТ 2405-88 Манометры, вакуумметры, мановакуумметры, напоромеры, тягомеры и тягонапоромеры. Общие технические условия
ГОСТ 3399-76 Трубки медицинские резиновые. Технические условия
ГОСТ 5962-67 Спирт этиловый ректификованный. Технические условия
ГОСТ 7502-89 Рулетки измерительные металлические. Технические условия
ГОСТ 9932-75 Реометры стеклянные лабораторные. Технические условия
ГОСТ 18599-83 Трубы напорные из полиэтилена. Технические условия
ГОСТ 28498-90 Термометры жидкостные стеклянные. Общие технические требования. Методы испытаний

     3 УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ И РАЗМЕРОВ

     
Картирование потоков создания ценности — атмосферное давление воздуха, Па;
Картирование потоков создания ценности — диаметр входного сечения наконечника пробоотборного устройства, мм;
Картирование потоков создания ценности — поправочный коэффициент при неизокинетичном отборе пробы;
Картирование потоков создания ценности — давление (разрежение) газа в месте отбора пробы, Па;
Картирование потоков создания ценности — разрежение газа у диафрагмы реометра, Па;
Картирование потоков создания ценности — температура газа в месте отбора пробы, °С;
Картирование потоков создания ценности — температура газа у реометра, °С;
Картирование потоков создания ценности — расход отбираемого газа по реометру, дмКартирование потоков создания ценности/мин;
Картирование потоков создания ценности — количество точек измерения;
Картирование потоков создания ценности — порядковый номер точки измерения;

     Картирование потоков создания ценности— скорость газа, м/с;

     Картирование потоков создания ценности— скорость газа в Картирование потоков создания ценности-й точке измерения, м/с;

     Картирование потоков создания ценности— скорость газа во входном сечении пылезаборной трубки, м/с;
Картирование потоков создания ценности — запыленность газа, г/мКартирование потоков создания ценности*;
________________
* Во всех случаях запыленность приводят к нормальным условиям газа: давлению 0,101 МПа и температуре 0 °С
Картирование потоков создания ценности — запыленность газа в Картирование потоков создания ценности-й точке измерения, г/мКартирование потоков создания ценности;
Картирование потоков создания ценности — максимальная погрешность, %;
Картирование потоков создания ценности — плотность газа при нормальных условиях, кг/мКартирование потоков создания ценности;
Картирование потоков создания ценности — плотность газа при калибровке диафрагмы реометра, кг/мКартирование потоков создания ценности;
Картирование потоков создания ценности — среднее квадратическое отклонение;
Картирование потоков создания ценности — время отбора пробы, мин;
Картирование потоков создания ценности — диаметр частиц пыли, мкм;   
Картирование потоков создания ценности — плотность пыли, кг/мКартирование потоков создания ценности;
Картирование потоков создания ценности — динамическая вязкость газа, Па/с;
Картирование потоков создания ценности — поправка Кеннингема-Милликена;
Картирование потоков создания ценности — инерционный параметр;
Картирование потоков создания ценности — масса пыли, осевшей на пылеуловителе (привес), г;
Картирование потоков создания ценности — масса пыли, осевшей в заборной трубке при внешней фильтрации, г;
Картирование потоков создания ценности — поправка на изменение массы контрольных бумажных фильтров, г;
Картирование потоков создания ценности; Картирование потоков создания ценности; Картирование потоков создания ценности — параметры пылегазового потока за промежуток времени;
Картирование потоков создания ценности — количество зарегистрированных в журнале промежутков времени;
Картирование потоков создания ценности — относительное среднее квадратическое отклонение (ОСКО) определения скорости газа в газоходе;
Картирование потоков создания ценности — ОСКО, обусловленное неизокинетичностью отбора газа;
Картирование потоков создания ценности — ОСКО, определяемое погрешностью от наклона оси пылезаборной трубки к оси потока;
Картирование потоков создания ценности — ОСКО, определяемое погрешностью от загрузки измерительного сечения пылезаборным устройством;
Картирование потоков создания ценности — ОСКО, определяемое погрешностью от неточности установки пылезаборной трубки в точках измерений;
Картирование потоков создания ценности — ОСКО от осреднения запыленности потока;
Картирование потоков создания ценности — ОСКО от осаждения пыли в канале пылезаборной трубки;
Картирование потоков создания ценности — ОСКО от неполного улавливания пыли фильтрующим устройством;
Картирование потоков создания ценности — ОСКО определения массы уловленной пыли;
Картирование потоков создания ценности — ОСКО определения температуры газа;
Картирование потоков создания ценности — ОСКО определения давления газа;
Картирование потоков создания ценности — ОСКО измерения атмосферного давления воздуха;
Картирование потоков создания ценности — ОСКО определения расхода газа через пылеуловитель.

     4 СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ, ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА И РАСТВОРЫ РЕАКТИВОВ

     
Трубки напорные конструкции НИИОГАЗ по ГОСТ 17.2.4.06.
Трубки пылезаборные, комплект (приложение А).
Пылеуловитель.
Термометр стеклянный жидкостный по ГОСТ 28498.
Микроманометры класса точности 1,0
Реометр стеклянный лабораторный РДС-4 по ГОСТ 9932.
Барометр класса точности не ниже 1,0.
U-образные жидкостные манометры по ТД и дифференциальные манометры.
Секундомер механический.
Весы лабораторные ВЛР-200М класса точности 2,0.
Штангенциркуль по ГОСТ 166.
Нутромер микрометрический по ГОСТ 10.
Рулетка металлическая по ГОСТ 7502.
Манометры (вакуумметры) показывающие класса точности 1,5 по ГОСТ 2405.
Шкаф сушильный.
Эксикатор.
Фильтры мембранные аэрозольные типа АФА.
Побудители тяги — воздуходувки, аспираторы, эжекторы.
Средства определения давления и температуры газа по ГОСТ 17.2.4.07, влажности — по ГОСТ 17.2.4.08.
Трубки медицинские резиновые типа 1 по ГОСТ 3399 или полиэтиленовые по ГОСТ 18599.
Спирт этиловый по ГОСТ 5962, водный раствор плотностью 0,8095 г/смКартирование потоков создания ценности для обеспечения работы микроманометров.
Допускается заменять средства измерений на аналогичные, не уступающие вышеуказанным по метрологическим характеристикам.

     5 ПОРЯДОК ПОДГОТОВКИ К ПРОВЕДЕНИЮ ИЗМЕРЕНИЙ

     
5.1 Выбор измерительного сечения
5.1.1 При выборе измерительного сечения в газоходе должны быть соблюдены условия в соответствии с требованиями ГОСТ 17.2.4.06, ГОСТ 17.2.4.07 и настоящего стандарта.
5.1.2 Предпочтительнее производить измерения в вертикальных участках газохода, в которых крупные фракции пыли не оседают на стенках газохода под действием силы тяжести.
5.1.3 К стенке газохода в измерительном сечении привариваются патрубки (штуцера) длиной 20-50 мм, диаметром не менее 36 мм для ввода напорных и пылезаборных трубок, диаметром не менее 20 мм — для ввода термометров (или термопар) и диаметром 4 мм — для измерения статического давления (разрежения). Патрубки закрывают завинчивающимися крышками (приложение Б).
5.1.4 Участок газохода с измерительным сечением следует оборудовать рабочей площадкой и (в случае необходимости) лестницей к ней. Площадка и лестница должны быть защищены заградительными устройствами (при работе на высоте) и освещены в соответствии с требованиями стандартов ССБТ. На площадке необходимо предусмотреть место для хранения и размещения измерительной аппаратуры; размер площадки должен обеспечивать возможность удобной и безопасной работы обслуживающего персонала численностью не менее двух человек.
5.1.5 На рабочей площадке должны быть смонтированы розетки для подачи напряжения 12 или 36 В, необходимого для обогрева пылезаборных трубок и питания осветительной лампы, розетки для подключения электроаспиратора или газодувки. При использовании эжектора должна быть подведена линия сжатого воздуха с давлением 0,6 МПа.
5.1.6 Напорные и пылезаборные трубки вставляются в пробки (фиксирующие устройства), которые при введении их в газоход туго зажимают в штуцере. При разрежении газа менее 0,01 МПа и давлении более 0,02 МПа, а также при работе с токсичными газами вместо пробок применяют специальные шлюзовые затворы с сальниковым уплотнением (приложение В).
5.2 Выбор метода определения запыленности
5.2.1 Для определения запыленности пробу газа пропускают через пылеуловитель.
5.2.2 В зависимости от места размещения пылеуловителя различают два метода определения запыленности:
метод внутренней фильтрации — пылеуловитель расположен внутри газохода;
метод внешней фильтрации — пылеуловитель расположен вне газохода.
Метод внутренней фильтрации применяется при отборе проб влажных газов, наличии в газах агрессивных компонентов и смол, высокой адгезионной способности пыли.
Схемы установок приведены на рисунках 1 и 2.

Схема установки для определения запыленности газа
методом внутренней фильтрации

Картирование потоков создания ценности

1 — патрон со стекловолокном; 2 — реометр; 3 — термометр; 4 — патронодержатель;
5 — напорная трубка; 6 — подсос воздуха; 7 — сброс конденсата; 8 — микроманометр

Рисунок 1

Схема установки для определения запыленности газа
методом внешней фильтрации

Картирование потоков создания ценности

        
1 — отборная трубка, 2 — реометр, 3 — термометр; 4 — напорная трубка;
5 — микроманометр; 6 — подсос воздуха; 7 — сброс конденсата

Рисунок 2

     
Аппаратура для метода внутренней фильтрации приведена в приложении Г, для метода внешней фильтрации — в приложении Д.
5.3 Требования к пылеуловителям
5.3.1 Пылеуловитель должен обеспечивать улавливание пыли с эффективностью не менее 99,5%.
5.3.2 Пылеуловитель должен обладать достаточной термостойкостью, стойкостью к воздействию кислот и щелочей, минимальной гигроскопичностью. Он должен сохранять механическую прочность в условиях работы под разрежением или давлением. Масса пылеуловителя должна быть минимальной.
5.3.3 Рекомендации по выбору наиболее распространенных пылеуловителей приведены в таблице 1.
Таблица 1

Тип осадителя пыли

Температура газа, °С, не более

Запыленность, г/мКартирование потоков создания ценности

Максимальный привес фильтра, г

Метод внутренней фильтрации

Патрон со стекловолокном

400

0,01-15,0

До 2,0

Мембранные фильтры или фильтры типа АФА

60

0,02

Не более 0,1

Метод внешней фильтрации

Патрон с бумажной гильзой

1

0,01-100

До 10,0

Патрон с тканевым фильтром

350

50,0

До 80

Циклон с последующим фильтром

350

15,0

До 10

Мембранные фильтры или фильтры типа АФА

60

0,02

Не более 0,1

     
5.3.4 При определении запыленности газа методом внутренней фильтрации в качестве пылеуловителя применяют фильтровальные патроны с объемной набивкой из непарафинированного стекловолокна (рисунок Г1). После слоя из стекловолокна устанавливают слой из прокаленного асбестового волокна, удерживаемый сеткой из латуни или нержавеющей стали. Фильтровальный патрон с помощью шнурового асбеста плотно, чтобы не было подсоса газа, закрепляют в патронодержателе (рисунок Г2). Патронодержатель заканчивается трубкой диаметром 8-10 мм и длиной, позволяющей устанавливать фильтровальный патрон во всех точках измерений.
Асбестовое волокно для набивки фильтровального патрона предварительно прокаливают в муфельной печи при температуре около 400 °С. Перед проведением измерений стекловолокно набивают в патроны. Плотность набивки стекловолокна должна создавать при расходе газа около 20 дмКартирование потоков создания ценности/мин гидравлическое сопротивление патронов 5-35 кПа.
Патрон со стекловолокном доводят до постоянной массы посредством сушки в сушильном шкафу при температуре 105 °С с последующим взвешиванием на аналитических весах с точностью до 0,1 мг. Продолжительность сушки 1 ч. Перед взвешиванием патрон охлаждают в эксикаторе с силикагелем до комнатной температуры.
Процедуру повторяют до тех пор, пока масса фильтра при трех последовательных взвешиваниях не станет постоянной.
При концентрации пыли менее 1 г/мКартирование потоков создания ценности применяют мембранные или аэрозольные фильтры типа АФА, устанавливаемые в фильтродержатель (рисунок Г3). С обратной стороны фильтра предусмотрена опорная сетка.
Если в газе кроме пыли имеются частицы органических веществ, для определения содержания неорганической пыли в газе органические вещества из пылеуловителя предварительно должны быть экстрагированы.
5.3.5 При определении запыленности газа методом внешней фильтрации в качестве пылеуловителя применяют патроны с гильзой из фильтровальной бумаги или с тканевым фильтром (рисунок Д1 и Д2). Для предотвращения конденсации влаги патрон снабжают электрообогревом и теплоизоляцией.
Бумажные фильтры изготовляют из фильтровальной бумаги (рисунок Д3) и применяют при температуре проходящего газа, не превышающей 150 °С. Если количество пыли в газе превышает допустимое для бумажного фильтра, применяют тканевые фильтры. Для газов температурой до 110 °С применяют ворсистые шерстяные ткани, температурой до 140 °С — лавсан и до 350 °С — ткань из стекловолокна.
При концентрации пыли менее 1 г/мКартирование потоков создания ценности могут быть применены плоские мембранные или аэрозольные фильтры типа АФА, вставленные в фильтродержатель (рисунок Д4). При запыленности газов более 15 г/мКартирование потоков создания ценности перед фильтром может быть установлен циклон (рисунок Д5). Этот циклон присоединяется к пылезаборной трубке на резьбе с помощью накидной гайки или через короткий резиновый шланг. Фильтры соединяются с пылезаборной трубкой или с циклоном через резиновую пробку с отверстием.
При применении бумажных фильтров их выдерживают в течение 1 сут на воздухе. Параллельно со взвешиванием рабочих фильтров взвешивают пачку контрольных фильтров (обычно 10 шт.). После запыления фильтры вновь выдерживают в весовой комнате в течение 1 сут и также взвешивают вместе с контрольными. В соответствии с изменением массы контрольных фильтров вносят необходимые поправки к массе запыленного фильтра.
Приготовленный бумажный фильтр надевают на резиновую пробку и вставляют внутрь патрона. После присоединения патрона к пылезаборной трубке установку проверяют на герметичность.
Фильтры типа АФА доводить до постоянной массы перед взвешиванием не требуется.
При использовании циклона его необходимо предварительно разобрать, проверить качество уплотнительных прокладок и вычистить изнутри.
5.4 Требования к пылезаборным трубкам
5.4.1 Конструкция трубки должна создавать минимальные возмущения газового потока во входном сечении, что обеспечивается установкой наконечников. Профили наконечников приведены на рисунке А2.
5.4.2 Пылезаборные трубки и наконечники к ним следует изготовлять из нержавеющей стали или латуни.
5.4.3 Простая пылезаборная трубка (рисунок А1) не имеет приспособлений для измерения статического давления газового потока. Изокинетичность пробоотбора обеспечивается выбором соответствующего входного сечения наконечника и регулированием расхода отбираемого газа.
Простые пылезаборные трубки применяют при небольших колебаниях скорости газового потока во времени (до 15%) и незначительном содержании в газе частиц размером более 10 мкм.
5.4.4 При колебаниях скорости газового потока во времени более 15% и содержании в газе крупных частиц применяются пылезаборные трубки нулевого типа (рисунок A3). В этих трубках для соблюдения изокинетичности отбора разность статических давлений, измеряемых соответственно внутри канала трубки (равного по площади сечения входному отверстию) или у входного отверстия и вне его (в газовом потоке, омывающем трубку) должна поддерживаться равной нулю.

Про анемометры:  Средства измерения нефтепродуктов

     6 ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ

     
6.1 Собранную установку проверяют на герметичность. Для этого, установив по реометру расход 10-20 дмКартирование потоков создания ценности/мин, плотно закрывают входное отверстие пылезаборной трубки. В этом случае при герметичности установки (до измерительной диафрагмы) расход газа должен упасть до нуля.
6.2 Перед проведением измерений предварительно определяют поле скоростей газа по измерительному сечению согласно ГОСТ 17.2.4.06.
6.3 При отсутствии крупных частиц пыли (более 10 мкм) и равномерном распределении скоростей газа по измерительному сечению (неравномерность скоростей газа не превышает 15%) отбор проб может проводиться в одной точке измерительного сечения (обычно в центре).
В остальных случаях необходимо отбирать пробы в тех же точках, где определяют скорость газа согласно ГОСТ 17.2.4.06.
6.4 Отбор проб осуществляется при фиксированном расходе газа, обеспечивающем условия изокинетичности во входном сечении пылезаборного устройства.
6.5 Диаметр входного сечения наконечника (Картирование потоков создания ценности), мм, (при внешней фильтрации) вычисляют по формуле

Картирование потоков создания ценности,                                                                                                           (1)

     
где Картирование потоков создания ценности — скорость газа в точке измерения (отбора пробы), м/с.
6.6 Расход отбираемого газа по реометру (Картирование потоков создания ценности), дмКартирование потоков создания ценности/мин, вычисляют по формуле  

Картирование потоков создания ценности,                                                     (2)

     
где Картирование потоков создания ценности — диаметр входного сечения наконечника или пылезаборного устройства (при внутренней фильтрации), мм;
Картирование потоков создания ценности — атмосферное давление воздуха, Па;
Картирование потоков создания ценности — давление ( ) или разрежение (-) газа в месте отбора пробы, Па;
Картирование потоков создания ценности — температура газа в месте отбора пробы, °С;

     Картирование потоков создания ценности— плотность газа при нормальных условиях, кг/мКартирование потоков создания ценности;

     Картирование потоков создания ценности— плотность газа, принятая при калибровке диафрагмы реометра, кг/мКартирование потоков создания ценности;

     Картирование потоков создания ценности— температура газа у реометра, °С;
Картирование потоков создания ценности — разрежение газа у диафрагмы реометра, Па.
6.7 При отборе пробы на запыленность методом внешней фильтрации пылезаборную трубку со сменным наконечником вводят в газоход так, чтобы входное отверстие наконечника находилось в заданной точке измерительного сечения и было направлено по потоку газа. После прогрева пылезаборного устройства в газоходе в течение 15 мин трубку поворачивают входным отверстием навстречу газовому потоку (допустимое отклонение от соосности 5°).
6.8 В случае внешней фильтрации пылезаборную трубку и фильтровальный патрон предварительно прогревают с помощью намотанных на них электроспиралей до температуры, исключающей конденсацию водяных паров при отборе пробы, после чего пылезаборную трубку вводят в газоход и устанавливают в выбранной точке сечения газохода навстречу газовому потоку.
6.9 Включив побудитель тяги устанавливают по реометру заданные расход газа и разрежение у измерительной диафрагмы.
Результаты измерений фиксируются в журнале, рекомендуемая форма которого приведена в приложении Е.
Изменения показаний приборов в ходе отбора пробы регистрируют с указанием времени, когда они произошли.
6.10 Продолжительность отбора пробы устанавливают в зависимости от запыленности газа, производительности побудителя тяги и типа пылеуловителя. При большой запыленности газа (более 1 г/мКартирование потоков создания ценности) отбор пробы, как правило, должен продолжаться 10-20 мин. С уменьшением запыленности газа время отбора возрастает. Привес бумажной гильзы, обусловленный уловленной пылью, должен быть не менее 0,1 г, иначе понижается точность измерения.
6.11 При смене бумажных фильтров (внешняя фильтрация) патрон предварительно отсоединяют от побудителя тяги, не отключая обогрева. Пыль, попавшую из фильтра на поверхность пробки, следует счистить с поверхности и ссыпать в фильтр. Пылезаборную трубку надо периодически прочищать тонкой проволокой с узелком на конце. Пыль, вычищенную из трубки, необходимо собрать и взвесить, чтобы в дальнейшем ввести поправку при расчете запыленности. Вынутый из патрона бумажный фильтр с пылью закрывают так, чтобы пыль из него не могла высыпаться. Перед взвешиванием запыленные фильтры оставляют в весовой комнате на сутки.
6.12 При внутренней фильтрации с использованием патронов со стекловолокном необходимо следить за тем, чтобы при извлечении патронов из газохода пыль не высыпалась из носика патрона. Патроны после отбора пробы доводят до постоянной массы (см. 2.3.4).

     7 ПРАВИЛА ОБРАБОТКИ РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ

     
7.1 Запыленность газа (Картирование потоков создания ценности), г/мКартирование потоков создания ценности, приведенную к нормальным условиям, при отборе пробы в одной точке измерительного сечения вычисляют по формуле

Картирование потоков создания ценности                                                                            (3)

     
где Картирование потоков создания ценности — масса пыли, осевшей на пылеуловителе (привес), г;
Картирование потоков создания ценности — масса пыли, осевшей в заборной трубке при внешней фильтрации (см. 3.11), г;
Картирование потоков создания ценности — поправка на изменение массы контрольных бумажных фильтров, г;

     Картирование потоков создания ценности— время отбора пробы, мин.
При измерении с использованием трубки нулевого типа запыленность вычисляют по формуле

Картирование потоков создания ценности                                                           (4)

     
где ,Картирование потоков создания ценности, Картирование потоков создания ценности, Картирование потоков создания ценности — параметры пылегазового потока за промежуток времени Картирование потоков создания ценности;

     
Картирование потоков создания ценности — количество зарегистрированных в журнале промежутков времени Картирование потоков создания ценности.
7.2 Запыленность газа (Картирование потоков создания ценности), г/мКартирование потоков создания ценности, при отборе проб в нескольких точках измерительного сечения вычисляют по формуле

Картирование потоков создания ценности                                                                                                  (5)

     
где Картирование потоков создания ценности — количество точек измерения;
Картирование потоков создания ценности — порядковый номер точки измерения;
Картирование потоков создания ценности — запыленность газа в Картирование потоков создания ценности-й точке измерения, г/мКартирование потоков создания ценности;

     Картирование потоков создания ценности— скорость газа в Картирование потоков создания ценности-й точке измерения, м/с.
7.3 При невозможности соблюдения изокинетичности при отборе проб следует вводить поправку в полученные результаты измерения по формуле

Картирование потоков создания ценности                                                                                                        (6)

     
где Картирование потоков создания ценности — запыленность, полученная при несоблюдении изокинетичности, г/мКартирование потоков создания ценности;
Картирование потоков создания ценности — поправочный коэффициент.
Расчет коэффициента Картирование потоков создания ценности приведен в приложении Ж.

     8 ОЦЕНКА ПОГРЕШНОСТИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЗАПЫЛЕННОСТИ

     
8.1 В общем случае погрешность определения запыленности газопылевых потоков, отходящих от стационарных источников загрязнения, включает в себя:
погрешность определения скорости газа в измерительном сечении;
погрешность от неизокинетичности отбора газа;
погрешность от угла наклона пылезаборной трубки к оси потока;
погрешность от загрузки измерительного сечения пылезаборным устройством;
погрешность от неточности установки пылезаборной трубки в точках измерений;
погрешность осреднения запыленности потока;
погрешность от осаждения пыли в канале пылезаборной трубки (для внешней фильтрации);
погрешность от неполного улавливания пылеуловителем;
погрешность определения массы уловленной пыли;
погрешность определения физических характеристик газа (температуры, давления) и атмосферного давления воздуха;
погрешность определения расхода газа через пылеуловитель.
8.2 Максимальная погрешность (Картирование потоков создания ценности) с доверительной вероятностью 95% при нормальном законе распределения не превысит удвоенного значения среднего квадратического отклонения (Картирование потоков создания ценности)

Картирование потоков создания ценности.                                                                                                 (7)

     
8.3 Относительное среднее квадратическое отклонение определения запыленности вычисляют по формуле

Картирование потоков создания ценности

Картирование потоков создания ценности                                                               (8)

 Картирование потоков создания ценности 

где Картирование потоков создания ценности — относительное среднее квадратическое отклонение (ОСКО) определения скорости газа в газоходе;
Картирование потоков создания ценности — ОСКО, обусловленное неизокинетичностью отбора газа;
Картирование потоков создания ценности — ОСКО, определяемое погрешностью от наклона оси пылезаборной трубки к оси потока;
Картирование потоков создания ценности — ОСКО, определяемое погрешностью от загрузки измерительного сечения пылезаборным устройством;
Картирование потоков создания ценности — ОСКО, определяемое погрешностью от неточности установки пылезаборной трубки в точках измерений;
Картирование потоков создания ценности — ОСКО от осреднения запыленности потока;
Картирование потоков создания ценности — ОСКО от осаждения пыли в канале пылезаборной трубки;
Картирование потоков создания ценности — ОСКО от неполного улавливания пыли фильтрующим устройством;
Картирование потоков создания ценности — ОСКО определения массы уловленной пыли;
Картирование потоков создания ценности — ОСКО определения температуры газа;
Картирование потоков создания ценности — ОСКО определения давления газа;
Картирование потоков создания ценности — ОСКО измерения атмосферного давления воздуха;
Картирование потоков создания ценности — ОСКО определения расхода газа через пылеуловитель.
8.4 Оценка составляющих погрешности определения запыленности
8.4.1 Погрешность определения расхода газа через измерительное сечение, температуры, давления газа и атмосферного давления воздуха — по ГОСТ 17.2.4.06, ГОСТ 17.2.4.07.
8.4.2 Погрешность от неизокинетичности отбора газа для частиц диаметром менее 5 мкм пренебрежимо мала. Пример расчет погрешности для частиц размером более 5 мм приведен в приложении И.
8.4.3 Погрешностью от угла наклона оси пылезаборной трубки к оси потока, не превышающего 5°, можно пренебречь.
8.4.4 Погрешностью от загрузки измерительного сечения пылезаборным устройством при отношении площади, занимаемой пылезаборным устройством, к площади измерительного сечения, не превышающим 5%, можно пренебречь.
8.4.5 Погрешностью от неточности установки пылезаборной трубки в заданных точках измерений при выполнении требований 3.7 пренебрегают.
8.4.6 Погрешность осреднения запыленности потока при допущении, что распределения поля скоростей и поля запыленностей одинаковы, приведена в таблице 2.

Таблица 2

Форма измерительного сечения

Количество точек измере- ния

Погрешность осреднения запыленности потока, %, при расстоянии от места возмущения потока до измерительного сечения в эквивалентных диаметрах

1

2

3

5

6

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

     
8.4.7 Погрешность от осаждения пыли в канале пылезаборной трубки характерна только для метода внешней фильтрации и при выполнении требований 3.10 ею пренебрегают.
8.4.8 Погрешность от неполного улавливания пылеуловителем не превышает 0,5%.
8.4.9 Погрешность определения массы уловленной пыли зависит от следующих факторов:
погрешности весов;
влажности чистого и запыленного фильтра;
количества уловленной фильтром пыли и при выполнении требований настоящего стандарта не превысит 1,0%.
8.4.10 Погрешность определения расхода газа через пылеуловитель равна погрешности расходомерного устройства.

     9 ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ

     
Требования безопасности — по ГОСТ 17.2.4.06.

ПРИЛОЖЕНИЕ А
(справочное)

ТРУБКИ ПЫЛЕЗАБОРНЫЕ

Простая пылезаборная трубка

Картирование потоков создания ценности

          
1 —  корпус; 2 —  шейка; 3 —  наконечник; 4 —  стальная трубка Картирование потоков создания ценности 4-5 мм; 5 —  нихромовая обмотка; 6 —  асбестовая изоляция; 7 —  изолирующая шайба

Рисунок А1

     
Простая пылезаборная трубка выполнена из нержавеющей стали или латуни. Трубка изогнута под углом 90°. Радиус кривизны должен быть в 3 раза больше внешнего диаметра трубки. Пробоотборная трубка снабжается электрическим (реже паровым) обогревом. При температуре нагрева стенок трубки выше температуры газа уменьшается осаждение пыли на ее стенках. При высоком влагосодержании газов необходим обогрев для предотвращения конденсации водяных паров. В таблице А1 приведены рекомендуемые параметры электрообмотки для пылезаборных трубок.
Таблица А1

Длина трубки, м

Сечение проволоки, ммКартирование потоков создания ценности

Длина провода, м

Количество проводов

0,75

1

1,1

1

1,0

1

1,4

1

1,5

1

2,1

2

2,0

0,9

2,6

2

Наконечники для пылезаборных трубок

                    
Рисунок А2

Пылезаборная трубка нулевого типа

Картирование потоков создания ценности

       
Рисунок А3

     
Наконечники выполнены из коррозионностойкого материала (обычно из нержавеющей стали или латуни). Внутренняя и внешняя поверхности наконечников отшлифованы.
Профиль наконечников показан на рисунке А2. Диаметр входного отверстия наконечника с обратным конусом должен быть не менее 6 мм, а с прямым конусом внутренний диаметр трубки не менее 4 мм.
Диаметр на входе наконечника (Картирование потоков создания ценности) контролируется с точностью 0,1 мм. Допуск на эллипсность составляет 0,05 мм. Отверстие и внутренняя поверхность носика должны быть концентрическими. Допуск на концентричность составляет 0,005.
Угол Картирование потоков создания ценности должен составлять не более 15°, предпочтительно значение — 10°.
Максимальная толщина стенки наконечника Картирование потоков создания ценности связана с диаметром соотношением Картирование потоков создания ценности= 0,25Картирование потоков создания ценности.
Выступ, который образуется в месте соединения наконечника с трубкой, должен быть не более 0,1 мм.
Трубка нулевого типа, показанная на рисунке А3, имеет дополнительные каналы для измерения статического давления газа снаружи и внутри трубки.
Отверстия каналов для измерений статического давления расположены в прямолинейной части трубки и непосредственной близости к наконечнику. Диаметр отверстий или ширина щелей составляет от 0,5 до 2 мм. Импульсные трубки статического давления не должны создавать неровностей на внешней поверхности пылезаборной трубки.
Равенство полного давления внутри и снаружи трубки не гарантирует изокинетичности отбора, так как гидравлические сопротивления снаружи и внутри носика неодинаковы. Поэтому трубка должка быть откалибрована. Должен быть определен диапазон ее применения, в котором разница между динамическим давлением снаружи и внутри трубки не превышает 10% внешнего динамического давления.     

ПРИЛОЖЕНИЕ Б
(справочное)

     
ШТУЦЕРА (ПАТРУБКИ)

Штуцер для измерения скорости и запыленности газа

Картирование потоков создания ценности

          
1 — крышка; 2 — газовая труба

Рисунок Б1

Штуцер для измерения температуры газа

Картирование потоков создания ценности

          
1 — крышка; 2 — газовая труба

Рисунок Б2

Штуцер для измерения давления газа

Картирование потоков создания ценности

          
1 — газовая труба

Рисунок Б3

ПРИЛОЖЕНИЕ В
(справочное)

     
Шлюзовой затвор для отбора проб под давлением

Картирование потоков создания ценности

          
1 —  задвижка; 2 —  штуцер; 3 —  бобышка; 4 —  заборная трубка;
5 —  стеклянный фильтр; 6 —  газоход

Рисунок В1

ПРИЛОЖЕНИЕ Г
(справочное)

     
АППАРАТУРА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЗАПЫЛЕННОСТИ МЕТОДОМ
ВНУТРЕННЕЙ ФИЛЬТРАЦИИ

Фильровальные патроны

Картирование потоков создания ценности

         
1 —  слой стекловолокна; 2 —  слой асбестового волокна;
3 —  металлическая сетка (луженая)

Рисунок Г1

Патронодержатель

Картирование потоков создания ценности

         
а —  корпус; б —  накидная гайка

Рисунок Г2

Держатель мембранных фильтров АФА

Картирование потоков создания ценности

          
Рисунок Г3

ПРИЛОЖЕНИЕ Д
(справочное)

     
АППАРАТУРА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЗАПЫЛЕННОСТИ МЕТОДОМ
ВНЕШНЕЙ ФИЛЬТРАЦИИ

Патрон с бумажным фильтром

Картирование потоков создания ценности

          
1 — корпус; 2 — резиновая пробка; 3 — электрообогрев; 4 — колпак; 5 — фильтр из асбестовой ваты; 6 — трубка;
7 — тепловая изоляция; 8 — бумажная фильтровальная гильза

Рисунок Д1

Патрон с тканевым фильтром

Картирование потоков создания ценности

         
1 — корпус; 2 — резиновая пробка; 3 —  хомутик; 4 —  фильтровальный мешок; 5 — стакан; 6 — электрообогрев;
7 — тепловая изоляция; 8 — контакты; 9 —  втулка текстолитовая

Рисунок Д2

     
Раскрой бумажного фильтра

Картирование потоков создания ценности

          
Рисунок Д3

     
Бумажные фильтры склеивают из фильтровальной бумаги с помощью следующего состава, г: декстрина — 105; сахара — 20; алюминиевых квасцов — 3,6; фенола —  0,5; воды — 100. Сахар и квасцы растворяют в 0,1 дмКартирование потоков создания ценности воды при температуре 40-50 °С, затем добавляют декстрин и хорошо перемешивают, нагревают до 75-80 °С и выдерживают в течение 5-10 мин. После этого добавляют фенол.
Для склеивания бумажных фильтров может быть использован также канцелярский казеиновый клей.

Про анемометры:  Определение анемометром скорости воздуха

Держатель для фильтров АФА

Картирование потоков создания ценности

          
1 —  диффузорный участок; 2 — мембранный фильтр; 3 — накидная гайка; 4 — опорная сетка; 5 — конфузорный участок

Рисунок Д4

   
Циклон

Картирование потоков создания ценности

          
1 — входной патрубок с накидной гайкой; 2 — корпус циклона; 3 — крышка с выхлопной трубой; 4 — бункер для пыли

Pисунок Д5

   
ПРИЛОЖЕНИЕ Е
(рекомендуемое)

     
ФОРМА ЖУРНАЛА ДЛЯ ЗАПИСИ РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ
ЗАПЫЛЕННОСТИ

 
ПРИЛОЖЕНИЕ Ж
(справочное)

     
РАСЧЕТ ПОПРАВОЧНОГО КОЭФФИЦИЕНТА Картирование потоков создания ценности 

     
Поправочный коэффициент Картирование потоков создания ценности, учитывающий неизокинетичность отбора, вычисляют по формуле

Картирование потоков создания ценности                                                                             (1)

     
где Картирование потоков создания ценности — скорость газа во входном сечении пылезаборной трубки, м/с;
Картирование потоков создания ценности — инерционный параметр.
Инерционный параметр вычисляют по формуле

Картирование потоков создания ценности                                                                                      (2)

     
где Картирование потоков создания ценности — диаметр частиц пыли, мкм;
Картирование потоков создания ценности — плотность пыли, кг/мКартирование потоков создания ценности;
Картирование потоков создания ценности — Поправка Кеннингема-Милликена;

     Картирование потоков создания ценности— динамическая вязкость газа, Па/с;
На рисунке Ж1 приведены значения Картирование потоков создания ценности для некоторых отношений Картирование потоков создания ценности и различных диаметров частиц пыли Картирование потоков создания ценности.

Картирование потоков создания ценности

Рисунок Ж1

    
ПРИЛОЖЕНИЕ И
(справочное)

     
ПРИМЕР РАСЧЕТА ПОГРЕШНОСТИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ
ЗАПЫЛЕННОСТИ ГАЗА

     
1. ОСКО определения скорости газа Картирование потоков создания ценности= 0,03.
2. Погрешность от неизокинетичности отбора газа ±0,5% или Картирование потоков создания ценности= 0,0025.
3. Погрешность осреднения запыленности потока ±2% или Картирование потоков создания ценности= 0,01.
4. ОСКО от неполного улавливания пыли пылеуловителем Картирование потоков создания ценности= 0,01.
5. ОСКО определения массы уловленной пыли Картирование потоков создания ценности= 0,005.
6. Погрешность определения расхода газа через пылеуловитель ±2% или Картирование потоков создания ценности=0,01.
7. ОСКО определения температуры, давления газа и атмосферного давления воздуха при использовании средств измерения с погрешностью, не превышающей ±1% в верхней части диапазона измерений.
Картирование потоков создания ценности 0,005.
Тогда ОСКО определения запыленности

Картирование потоков создания ценности

     Максимальная погрешность с доверительной вероятностью 95%
Картирование потоков создания ценности2 х 0,04 = 0,08 или ±8%.
Текст документа сверен по:
официальное издание
М.: Издательство стандартов, 1996

Яковлева в.с. методы измерения плотности потока радона и торона с поверхности пористых материалов

Картирование потоков создания ценности

91

ГЛАВА 7. ОСОБЕННОСТИ ОДНОВРЕМЕННОГО

ИЗМЕРЕНИЯ ПЛОТНОСТИ ПОТОКОВ РАДОНА И ТОРОНА

До конца 90х годов прошлого столетия детальными исследования-

ми изотопа радона

220

Rnторона, егоактивностью в воздухе помеще-

ний и атмосфере, а также плотностью потока с поверхностиземли прак-

тически не занимались. Это было связано с тем, что торон не рассмат-

ривали как радиационноопасный фактор. Почвенный торон не успевает

попадать внутрь зданий изза короткого времени жизни. Торон пред-

ставлял интерес,в основном, как фактор, влияющий на точность изме-

рений активности радона.Большого прогресса в исследовании степени

влиянияторона на результат измерения радона промышленно выпус-

каемыми радиометрами добились японцы.

В последнее десятилетие интерес к плотности потока торона с по-

верхности земли был инициирован учеными, занимающимися вопроса-

ми радиационной экологии и физики атмосферы, ее электрическими

свойствами [116]. Появились также исследования, результаты которых

показывают, что продукт распада торона

212

Pbс периодом полураспада

10,6 ч может накапливаться в значительных количествах внутри поме-

щений [289] и представлять определенный риск при вдыхании. Причем,

согласно работам [290293], доза от торона и дочерних продуктов его

распада (ДПР) может быть равной или даже в несколько раз превышать

дозу от радона и его ДПР. Это стимулировало проведение международ-

ных конференций, полностью посвященные вопросам измерений торона

и оценки доз облучения Сербии в 2005 году,

http://www.vin.bg.ac.rs/ece/, и в Японии в мае 2021 года,

http://www.thoron2021.info/).

В связи с возросшим интересом к торону появились задачи, связан-

ные с разработкой методовизмерения ППТ и оценкой их достоверно-

сти. Обычно измерения ППТ производят одновременно с измерением

плотности потока радона с помощью метода накопительной камеры.

Здесь возникают различные проблемы, связанные с разделением аппа-

ратурных сигналов от радона и торона, а также продуктов их распада,

накопленных внутри НК. Короткий период полураспадаторона (Т

1/2

=56

с) для разных методов оборачивается и преимуществом и недостатком.

В методах, где измеряют только ППР, короткий периодполураспада то-

рона позволяет применять различные технические способы его отделе-

ния.

§

Картирование потоков создания ценности

87

6.4. ТРЕКОВЫЙ МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ ПЛОТНОСТИ ПОТОКА

РАДОНА

Трековый метод наиболее широко применяютдля измерения объ-

емной активности радона в почвенном воздухе и атмосфере зданий

[203206].Однако, трековый метод также нашел свое применение и при

измерении плотности потока радона и торона с поверхности пористых

материалов [106, 182, 189202].

Трековый метод основан на характерном для большинства диэлек-

триков эффекте, заключающемся в том, чтозаряженная частица, двига-

ясь в диэлектрике, оставляет вдоль своей траектории зону стабильных

структурных нарушений (латентные треки). Поперечный размер ее

очень мал (~ 10

-9

10

-8

см). Образованную зону структурныхнарушений

можно увеличить до размеров 10

-4

10

-2

см обработкой в подходящем

химическом реагенте (водный раствор щелочи).

Плотность треков определяется удельными ионизационными поте-

рями энергии частицы в детекторе. Для каждого диэлектрика существу-

ет пороговое значение удельных ионизационных потерь энергии, ниже

которого выявление трека невозможно. Это позволяет использоватьди-

электрические трековые детекторыдля регистрации тяжелых заряжен-

ных частиц на фоне рентгеновского излучения или электронов.

Для измерения ОА радона применяют полимерные материалы.

Широкое применение нашли такие материалы, как нитроцеллюлоза

(LR-115, CA80-15, CN-85, Daicell), поликарбонат (Lexan, Macrofoil E),

аллилгликолькарбонат (CR39). Например, нитратцеллюлозные треко-

вые детекторы представляют собой тонкий детектирующий слой поли-

мера (8–14 мкм), нанесенный на полиэтилентерефталатную основу

(100 мкм). Более подробную информацию о марках и разновидностях

трековых детекторов можно найти в работах [203205].

Принцип измерения объемной активности радона трековыми де-

текторами следующий. Трековый детектор обычно устанавливают в

держатель по типу пялец, снабженный тормозящим фильтром частиц,

затем помещают в пробоотборную камеру (индивидуальный пассивный

радиометр радона), снабженную мембранным диффузионным фильт-

ром, который выполняет следующие функции:

1.не пропускает в камеру аэрозольную компоненту;

2.отсекает торон (

220

Rn) благодаря подобранной толщине фильтра,

которая обеспечивает время диффузии (2 часов), во много раз

больше, чем период полураспада торона;

§

Картирование потоков создания ценности

72

Видно (табл. 6.1), что без применения электростатического осаж-

дения было бы невозможно достоверно выделить из спектра пики, соот-

ветствующие изотопам радона и продуктам распада, посколькупроис-

ходит наложение пиков, например в области IIот

222

Rn,

218

Poи

212

Bi, а

также «хвостов» от

220

Rnи

216

Po.

Метод электростатического осаждения существенно увеличивает

количество зарегистрированных альфачастиц, испущенных ионами

ДПР. Однако, при этом все же остается задача разделения пиков от

218

Po

и

212

Bi.

В другом радиометре радона RAD7, внешний вид которого пред-

ставлен на рис. 6.4, а принципиальная схема работы на рис. 6.5, исполь-

зуется четыре рабочих области AD(табл. 6.2). В программном обеспе-

чении к радиометруRAD7 учтено влияние количества импульсов, отно-

сящихся к

218

Poследующим образом: суммарное количество зарегист-

рированных импульсов в области Аминус количество импульсов, заре-

гистрированных в области D, поделенное на коэффициент равный 1,94,

определяющий долю образованных ядер

212

Poпо отношению к количе-

ству ядер материнского радионуклида

212

Bi, т.еN

А

N

D

/1,94.

Таблица 6.2. Соответствие энергии альфаизлучения областям спектра в

радиометре RAD7

Изотоп

Энергия, МэВ

А

6,003/6,051

радон, торон

B

6,779

торон

C

7,687

радон

D

8,785

торон

Рассчитать вклад от

212

Biв суммарное количество зарегистриро-

ванных в рабочей области Аимпульсов можно из законов ядерной фи-

зики. Учтем (см. рис. 1.2 и табл. 1.3),что

212

Poмгновенно приходит в

радиоактивное равновесие с

212

Bi, а также то, что вероятности альфа и

бетараспадовдля

212

Biравны 35,94% и 105,7%, соответственно.

212

Po

образуется при бетараспаде

212

Bi(рис. 1.2). Следовательно, отношение

количества ядер

212

Biк

212

Poрассчитывается следующим образом

§

68

на внутри НК; 2) перевод радона в измерительное устройство (за рубе-

жом чаще всегоиспользуют ячейку Лукаса) через фильтр, задерживаю-

щий продукты распада радона и торона; 3) последующая выдержка в

течение 3х часов для установления равновесия междурадоном и двумя

альфаизлучающими продуктами его распада (используют не во всех

методах) и 4) измерение активности радона. Пересчет измеренной нако-

пленной активности в величину ППР производят по формулам (6.16.4).

Плотность потока торона с поверхности грунта, используя такую

схему, измерить невозможно.

Особенности регистрации излучения состоят в том, что изза ма-

лого пробега частиц измеряемый источник излучения нужно или вво-

дить непосредственно в чувствительный объем детектора, или поме-

щать вплотную к нему. Первой сцинтилляционной камерой была ячейка

Лукаса, которая представляла собой стеклянную вакуумную колбу,

покрытуюизнутри сцинтиллятором и имеющую хороший оптический

контакт с фотоэлектроннымумножителем [274]. Радон в ячейку Лукаса

вводится вакуумным методом.В настоящее время для регистрации α

излучения широко применяют сцинтилляторы из ZnS(Аg), которые на-

носятся на прозрачные пластинки или стенкикамеры.За рубежом, до

сих пор успешно применяют ячейку Лукаса при радоновых исследова-

ниях.

Метод регистрации альфаизлучениярадона и продуктов его распа-

да обычноосуществляется следующим образом. Радон принудительно

поступает внутрь камеры радиометра(или ячейку Лукаса), внутренняя

поверхность которой покрыта сульфидом цинка, активированного се-

ребром ZnSg). αизлучение радона и продуктов его распада взаимо-

действует с веществом сцинтиллятора и вызывают световые вспышки,

которые регистрируются фотоэлектронным умножителем. Для повыше-

ния точности измерение проводится после установления равновесия

между радоном и его ДПР. Чувствительность в данном случае зависит

от формы камер: для камер, имеющих форму усеченного конуса чув-

ствительность на 10–15% выше чувствительностицилиндрических ка-

мер. Для уменьшения собственного фона сцинтиллятора имеет большое

значение правильный выбор материала, а также нанесение толстого

слоя ZnSg), имеющего незначительные примеси радионуклидов.

На сцинтилляционном методе основаны следующие радиометрыи

комплексы:РГА01, РГА06П, 06М, РГГ01Т (Россия), LUKI, LUK3,

RGM-3 (Eberline Thermo lnstr., CШA), Certifier II(Gemini Research Inc.,

США), Pylon AB5 Model 110A (150 мл сцинтилляционная ячейка) и

Model 300A (277 мл сцинтилляционная ячейка), Pylon CPRD (270 мл

сцинтилляционная ячейка) (Pylon, Канада), RDA-200 (160 мл сцинтил-

§

58

лида в 1 с в 1 м

3

в момент времениt, рассчитываемое по формуле (5.5);

средняя энергия образования альфачастицей одной пары ионов в

воздухе, =35 эВ [262].

Плотность ионизации воздуха внутри НК за счет бета и гамма

излучения

214

Pbи

214

Biможно грубо оценить по формуле (5.6), оценки

представлены на рис. 5.7. Средняя энергия, затрачиваемая на образова-

ние одной пары ионов в воздухе бетаизлучением составляет 35 эВ,

гаммаизлучения –33,85 эВ [262, 263]. Однако такие оценки являются

Про анемометры:  Анемометры - купить в Курске, в интернет магазине. Большой выбор анемометров по низким ценам

сильно завышенными, поскольку тольконебольшая часть пробегов бе-

тачастиц и фотонов гаммаизлучения, образованных внутри НК, будет

укладываться в воздухе камеры, и, как следствие, будет малое количе-

ство взаимодействий, приводящих к образованию пар ионов.

Что касается бетачастиц, их пробег в воздухе лежит в диапазоне от

долей сантиметра до 4 м (для

214

Pb) и более (для

214

Bi). Например, для

214

Pb, только пробеги низкоэнергетических бетачастиц (оже

электронов) с энергией менее 70 кэВ могут полностью уложиться в объ-

еме камеры, однако их вклад в выход частиц на 1 распад радионуклида

составляет не более 40 % [263, 265]. Средние потери на ионизацию воз-

духа бетаизлучением

214

Pbи

214

Biсоставляют 2 2,5 кэВ см

-1

, что при-

водит к образованию одной частицей всего 60 70 пар ионов на 1 см

пути.

Учитывая небольшие размеры камеры, оценки плотностииониза-

ции по формуле (5.6) за счет бетаизлучения будут завышены почти на

порядок, поэтомурасчетлучше производитьс использованием специ-

альных программ, основанных на применении метода МонтеКарло

[262, 264]. Посколькуинтенсивность бетаи гаммаизлучения радио-

нуклидов

214

Pbи

214

Biприблизительно на порядок ниже, чем альфа

излучения, их вклады

и

в суммарную плотность ионизации воз-

духа внутри камеры незначительны (рис. 5.7), и ими можно пренебречь.

Суммарная плотностьионизации воздуха внутри накопительной

камеры

будет обусловлена не только излучением радионуклидов, в

воздухе камеры (

), но и излучением радионуклидов, содержащихся в

грунте (

), а также космическим излучением (

)

, (5.7)

где вид ионизирующего излучения.

Активность гаммаибетаизлучающих радионуклидов

214

Pbи

214

Bi

в воздухе камеры на несколько порядков ниже, чем активность гаммаи

бетаизлучающих радионуклидов, содержащихсяв почве (

40

K,

137

Cs, ря-

j

§

Картирование потоков создания ценности

43

. (4.25)

Равновесное значениеОА радона в почвенном воздухе равно

. (4.26)

С учетом соотношений(4.25) и (4.26) выражение для плотности по-

тока радона принимает вид

. (4.27)

В итоге, ППР с поверхности земли можно оценивать по соотноше-

ниям(4.16), (4.23) и (4.27), в зависимости от имеющейсяинформации.

Здесь следует отметить, что данные соотношенияполучены в полубес-

конечной геометрии, когда характеристики грунтов не изменяются за-

метным образом с глубиной z. Поэтому, применение предложенного ме-

тода имеет свои ограничения, обусловленные неоднородностью грун-

тов. Например, когда мощность поверхностного слоя грунта меньше

глубины, на которой устанавливается значение A

, а следующий слой

грунта имеет значительно отличающиеся характеристики, либо, в слу-

чае сильно неравномерного распределения

226

Raпо глубине. Так, в не-

которых работах [253, 254] отмечают повышенное содержание радия в

верхнем (30–50 см) слое почвы по сравнению с более глубокими слоя-

ми. Другой пример –зимний период, когда верхний слой почвы промер-

зает и предотвращает свободный выход радона в атмосферу, нарушая

тем самым одно из граничных условий при решении уравнения (4.3). В

этом случае ОА радона ниже глубины промерзания начинает постепен-

но восстанавливаться до своего равновесного значения, следовательно,

градиент ОА радона и ППР стремятся к нулю.

Преимущества метода заключаются в том, что:

1.метод позволяет получить как мгновенные, так и интегральныезна-

чения ППРв зависимости от используемого метода измерения ОА

радона в почвенном воздухе;

2.метод позволяет производить ретроспективные оценки величины

ППР на основеранее собранногоматериалапо измеренным значени-

ям ОА радона в почвенном воздухе;

3.метод не требует оценок скорости адвекциии автоматически учиты-

вает влияние состояния атмосферы;

§

Картирование потоков создания ценности

31

3.4. НАКОПЛЕНИЕ РАДОНА В ВОЗДУХЕ ИЛИ

НА АКТИВИРОВАННОМ УГЛЕ

По способу накопления различают методы с накоплением радона:

в воздухе (объеме) внутри НК (около 70% опубликованных на-

учных работ посвящено этому методу);

на активированном угле, расположенном внутри НК (~ 30 %

опубликованных работ).

Метод с накоплением радона на активированном угле [36, 112114,

131149] используется в сочетании со следующими методами измере-

ния накопленной активности:

1.гаммаспектрометрический метод с использованием сцинтилля-

ционного, обычно NaI(Tl), или германиевого полупроводникового

детектора;

2.радиометрический метод: гаммаили бетарадиометр, альфа/бета

счетчик на основе жидкого сцинтиллятора.

Метод с накоплением радона в воздухе внутри НК, который часто

называют «методом накопительной камеры» (английские эквиваленты

названия данного метода: closed-can method; cantechnique; closed cham-

ber method; static chamber method; accumulation method), также использу-

ется в сочетании с известными методами измерения накопленной ак-

тивности скобках указан процент опубликованных научных работ,

где использован данный метод):

1.сцинтилляционный (~ 35 %) [18, 78, 113, 141, 150164];

2.полупроводниковый (также в сочетании с электростатическим

осаждением заряженных продуктов распада радона) (~ 15 %)[73,

165171];

3.ионизационный (ионизационные камеры, газоразрядные счетчики,

электретные детекторы) (~ 30 %) [41, 86, 115, 172188];

4.трековый (трековые твердотельные детекторы) (~ 20 %)[106, 182,

189202].

Методы измерения накопленной активностирадона иторона, в за-

висимости от принципаработыдетектора(с использованием источни-

ков питания, или без) подразделяют на (рис. 3.1):

1.активные методы;

2.пассивныеметоды.

Пассивными методами называют группу методов измерения объ-

емной активности радона и торона, в которых детектор накапливает ин-

формацию о радоне и тороне пассивным способом, т.е. без использова-

ния источников электроэнергии. Последующее считывание накоплен-

§

21

Традиционно прогноз землетрясений осуществляют на основе ин-

формации о почвенных газах, в том числе радиоактивного газа радона

[44, 46, 47, 54, 5052].

Известно, что в период повышения сейсмической активности ано-

мальныеизменения ОА почвенного радона могут проявляться на значи-

тельных расстояниях от эпицентра землетрясения (до нескольких тыс.

км.), в зависимости от его магнитуды [75].

С целью повышения чувствительности радонового метода прогноза

землетрясений, мониторингстараются производить на территориях с

наличием глубинных высокоактивных источников радона (породы с

высоким содержанием урана;зоны тектонических разломов в земной

коре [55]) для увеличения амплитуды аномальных всплесков.

Однако, в случае неоднородной геологической среды можно столк-

нуться с рядом существенных проблем. Сложность и многообразие осо-

бенностей геологических структур ведут к различиям в динамике при-

поверхностной концентрации почвенного радона. В итоге недостаточ-

ная изученность геологической структуры существенно затрудняет ин-

терпретацию результатов мониторинга и сравнение данных, получен-

ных в разных точках идля различных территорий. Интерпретацию ре-

зультатов затрудняет и влияниесостояния атмосферы, посколькувре-

менные вариации ОА радона, обусловленные только изменениями ме-

теорологических условий, могут достигать 10ти раз [65].

При проведении мониторинга на территориях с относительно од-

нородной геологической структурой эффект увеличения активности

почвенного радона при повышении сейсмической активности может

оказаться слабо значимым. Расчеты, проведенные в работе [39], показы-

вали, что, как бы сильно не увеличивалась скорость конвекции, актив-

ность почвенного радона не будет превышатьмаксимально возможного

значения (A

max

или

), которое для большинства осадочных пород со-

ставляет ~ 20 кБк/м

3

[49]. Принебольшом увеличении ОАрадона, по-

лезный сигнал может быть «затерян» в «шумовых» вариациях измеряе-

мой величины. В этом случае, величина ОА радона в почвенном воздухе

является слабым индикатором повышения сейсмической активности.

В 2003 г. было предложено использовать плотность потока радона

с поверхности земли в качестве прогностического параметра [39]. Были

произведенычисленные расчеты,результаты которыхподтверждают,

что величина ППРсильнеереагирует на изменение скорости конвекции,

чем величина ОА почвенногорадона. Выявлено, чтонаибольшие пре-

имущества величина ППР имеет именнодля однородных геологических

сред, что очень важно для обеспеченияхорошей сопоставимостиивос-

§

11

207

Pb. В Приложении А приведены таблицы с ядернофизическими ха-

рактеристикамирадионуклидов, входящих в эти семейства [1–7].

В одну из побочных ветвей (коэффициент ветвления2·10

−7

) семей-

ства урана входит также очень короткоживущий (T

1/2

=35 мс) радон

218

Rn. Все отмеченные изотопы радона испытывают альфараспад. Эти-

ми четырьмянуклидами исчерпываетсясписок природных изотопов ра-

дона.

Радиоактивностьэманации закономерна: ядра ихатомов перегру-

жены нуклонами, они содержат 86 протонов и 118–136 нейтронов. Со-

четание в атоме эманации неустойчивого ядра с замкнутой электронной

оболочкой во всех слоях представляет явление абсолютно исключи-

тельное в природе. В естественных условиях, кроме радиоактивных га-

зов радона, торона и актинона, наблюдаются другие радиоактивныега-

зы

37

Аг,

41

Аг и

85

Кг,появляющиеся в атмосфере вследствие воздействия

космических лучей высоких энергий на атомы аргона и криптона.

Искусственным путем получены другие изотопы радона. Нейтро-

нодефицитные изотопы с массовыми числами до 212 получают в реак-

циях глубокого расщепления ядер урана и тория высокоэнергичными

протонами. Эти изотопы нужны для получения и исследования искусст-

венного элемента астата.

Распространенность радона в природе.Подобно гелию, почти

весь радон рассеян в толщах земли и вод. Верхний слой земной коры до

глубины 1,6 км содержит по приблизительным подсчетам 115 т радона,

в атмосфере его намного меньше, около 4 кг [4–6]. Радон содержится в

недрах Земли, почве, водах океанов и рек, атмосфере, природных газах,

нефти, организме человека и животных. Практически отсутствует радон

только в воздухе и льдах Антарктики.

1.3. ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ИЗОТОПОВ РАДОНА

Физические свойства радона. При нормальных условиях радон

бесцветный одноатомный газ, сравнительно легко сжижающийся в бес-

цветную фосфоресцирующую жидкость плотностью около 5 г/см

3

. Фи-

зические свойства радона приведены в табл. 1.1.

Радон тяжелее гелия в 55 раз и воздуха в 7,6 раза. Один литр это-

го газа весил бы почти10 г. Радон вдвое лучше ксенона и вчетверо

лучше криптона растворим в воде. Введя газ в сосуд, заполненный рав-

ными объемами воды и воздуха, можно обнаружить, что при комнатной

температуре четвертая часть радона окажется в воде, а три четверти в

воздухе;при С половина радона растворится в воде. Даже при 100°

С около 10% радона остается в воде. В присутствии электролитов рас-

Оцените статью
Анемометры
Добавить комментарий