Методы определения расхода и скорости газа (воздуха) – Основы экологии и природопользования на транспорте

Методы определения расхода и скорости газа (воздуха)

Расход газа (воздуха) в газоходе (воздуховоде) определяется по значению средней скорости, вычисленной на основании замеренной величины динамического (скоростного давления). Расход чистого воздуха определяют по формуле:

L= Wcp F 3600, м3/ч,

где Wcp – средняя скорость газа (воздуха), м/с; F – площадь сечения воздуховода (газовода), м2. Средняя скорость воздуха (газа) находится из уравнения:

Wср=

Методы определения расхода и скорости газа (воздуха) - Основы экологии и природопользования на транспорте

где Рд – усредненное динамическое давление, кгс/м2; Р -плотность воздуха (газа), кг/м2; g – ускорение свободного падения, g=9,81 м/с2.

Для определения скорости применяют пневмометрическую трубку МИОТ с микроманометром типа ММН, а также комбинированный приемник высокого давления (ПВДК). ПВДК представляет собой разборную конструкцию, которая выполнена в соответствии с требованиями ГОСТ 12.3.018-79 «ССБТ. Системы вентиляционные. Методы аэродинамических испытаний». Основными деталями являются: приемник полного давления, приемник систематического давления, полая державка и эластичный шланг.

Измерительную трубку устанавливают так, чтобы ось вращения кронштейна проходила через нуль шкалы. Шкала измерительной трубки имеет длину 300 мм, наименьшее деление шкалы 1 мм. Для установки кронштейна с измерительной трубкой на требуемый угол наклона к плите 1 прикреплена дугообразная стойка 12 с пятью отверстиями, соответствующими определенным постоянным значениям прибора К (0,2; 0,3; 0,4; 0,6; и 0,8), величины которых обозначены на стойке против каждого отверстия. Кронштейн 10 фиксируется на стойке 12 в необходимом положении с помощью фиксатора 9, который укреплен на втулке кронштейна. Для установки микроманометра в горизонтальное положение на плите имеются два уровня 8 с цилиндрическими ампулами. Прибор приводится в горизонтальное положение двумя регулировочными винтами 2.

Микроманометр заполняют спиртом через отверстие в крышке с пробкой 6, а выливают через сливной кран 7, расположенный в нижней части резервуара. Для измерения прибор подключается резиновыми шлангами, надеваемыми на штуцеры трехходового крана. Трехходовый кран имеет три шнура (см. рис. 2), обозначенных буквами «а», «б», «в» и отверстие для сообщения с атмосферой. Штуцер «а» используется для постоянного соединения крана со стеклянной измерительной трубкой.

Каналы в трехходовом кране расположены таким образом, что при повороте его против часовой стрелки до упора резервуар и измерительная трубка сообщаются с атмосферой, а отверстия к штуцерам «б» и «в» перекрыты. При этом положении крана проверяют нуль прибора. При повороте крана по часовой стрелке до упора штуцер «в» сообщается с резервуаром, а штуцера «а» и «б» сообщаются между собой и с измерительной трубкой. При этом отверстие для сообщения с атмосферой перекрываются. При измерении давления резиновая трубка, идущая от места замера, надевается на штуцер «в», а при измерении разрежения – на штуцер «б». При измерении динамического давления плюсовая трубка надевается на штуцер «в», а минусовая – на штуцер «б». Действие прибора основано на гидростатическом принципе. При равенстве давления над спиртом в резервуаре и в стеклянной трубке уровень его устанавливается на одном горизонте. Включают прибор таким образом, чтобы давление над спиртом в резервуаре было всегда больше, чем в измерительной трубке. При этом уровень спирта в резервуаре понижается, а в измерительной трубке повышается. (Приложение №5)

Про анемометры:  Типы розжига в газовых котлах

Методы определения расхода и скорости газа (воздуха) - Основы экологии и природопользования на транспорте

а)

б)

Рис. 2. Микрометр типа ММН-240:

а – общий вид; б – схема включения трехходового крана.

I – при контроле нуля; II – при замерах.

1 – плита; 2 – регулировочный винт; 3 – резервуар; 4 –

трехходовый кран; 5 – регулятор нулевого положения мениска; 6

– пробка; 7 – сливной кран; 8 – уровень с цилиндрической

ампулой; 9 – фиксатор; 10 – кронштейн; 11 – измерительная

стеклянная трубка; 12 – дугообразная стойка.

Для устранения влияния пульсации воздушного потока на положение мениска жидкости в трубке микроманометра в один из резиновых шлангов вставляют демпфер, соединяющий микроманометр с пневмометрической трубкой. Давление, измеряемое микроманометром, определяется следующей зависимостью:

Р = Н с sin a Рск,

где Н – отчет по шкале прибора, мм; с – тарировочный коэффициент; sines – синус угла наклона трубки микроманометра; Рск – плотность спирта, г/см3, при температуре 20 °С.

Обычно произведение С sin a Реп обозначается буквой «К» и называется постоянным множителем прибора. Значения «К» нанесены на дугообразной стойке прибора.

Если при измерении применяют жидкость с плотностью, не совпадающей с плотностью спирта, или температура спирта (tж.) отлична от t=20°C, то необходимо пересчитать полученный результат по следующей зависимости:

P=

Методы определения расхода и скорости газа (воздуха) - Основы экологии и природопользования на транспорте

где коэффициент объемного расширения. Для спирта- =0,0011, для воды- =0,00015.

Пример 1. Отсчет по шкале микроманометра Н=100 мм при постоянном множителе К=0,2. Температура воздуха в месте установки прибора t = 0°С. Плотность спирта /”„,=0,83 г/см3 при t = 0°С. Определяем величину действительного давления. Решение по формуле находим:

P=

Методы определения расхода и скорости газа (воздуха) - Основы экологии и природопользования на транспорте

На практике не редки случаи, когда замеренные величины динамического давления в сечении имеют не только большие расхождения но и принимают нулевые или отрицательные значения. В этом случае средние значения скоростных давлений, замерейных в данном сечении воздуховода, определяются по формуле:

Методы определения расхода и скорости газа (воздуха) - Основы экологии и природопользования на транспорте

Pск=()2

где Рскь Рск2,…, Рск„ – значения скоростных давлений, замеренных по отдельным точкам площади сечения; п – число точек замеров.

Пример 2. При измерении искаженного потока получены следующие значения динамического давления: 15; 0,0; 12,3; 44,5; -7,1; 20,4; 15,6; -3,1; 0,0; 31,4 кгс/м2.

Определить среднее значение Рск.

По формуле вычисляем среднее скоростное давление

Методы определения расхода и скорости газа (воздуха) - Основы экологии и природопользования на транспорте

Рск= кгс/м2.

Число в знаменателе включает все измерения, в том числе положительные, отрицательные и нулевые значения. Если бы были учтены только положительные измерения, то результат составил

Методы определения расхода и скорости газа (воздуха) - Основы экологии и природопользования на транспорте

Рск ==21,96кгс/м2

Про анемометры:  Отопление дачи на антифризе и какие котлы подходят

и был бы явно завышен, так как в действительности поток протекает со средней скоростью, соответствующей динамическому давлению не по всему поперечному сечению воздуховода.

На практике, при проведении замеров, возможны случаи засорения трубки МИОТ, шлангов и микроманометра пылью (при условии больших концентраций дымовых газов). В таких случаях замеры динамического давления следует производить в трубопроводе до начала технологического процесса (вхолостую на чистом воздухе) с последующим вводом поправки на запыленность воздуха. Расход чистого воздуха (L) при этом определяется по формуле.

Расход газа равен (Lr)

Lr=(l k)L, (42)

где к — содержание пыли, мг/м3.

Для измерения скорости движения воздуха в открытых каналах применяются анемометры: механические крыльчатые типа АСО-3 (диапазон измеряемых скоростей 0,2-5 м/с), чашечные типа МС-13 (1 20м/с) и электрические (термоанемометры) конструкций ЛИОТ, ВНИИГС Уральского Промстройпроекта (0,1 1,0 м/с).

Сборку аппаратуры для отбора проб производят в следующей последовательности:

1. Предварительно взвешенный на аналитических весах и пронумерованный фильтр вместе с защитными кольцами включают в гнездо корпуса аллонжа (при этом выступ бумажного чехла пропускают в соответствующую прорезь), закрывают аллонж верхним кольцом (крышкой) и, поворачивая его до отказа, плотно закрепляют между фланцами закрытого аллонжа.

2. Сборный аллонж присоединяют резиновой трубкой к всасывающему патрубку аспиратора. Плотно завинчивают выбранный наконечник к пылеотборной трубке, а другой ее конец вставляют в отросток аллонжа со стороны крышки и тщательно герметизируют соединение с помощью эластичной резиновой муфты или изоляционной ленты.

Примечание: Наружный диаметр пылеотборной трубки должен быть чуть меньше внутреннего диаметра патрубка крышки аллонжа. При соединении встык возможно оседание пыли в зазор между трубкой и аллонжем.

3. Собранное пылеотборное устройство проверяют на герметичность следующим образом: плотно закрывают отверстие наконечника и наблюдают за положением поплавка. При герметичности системы, т.е. отсутствии подсоса воздуха, поплавок ротаметра должен оставаться на нулевом делении.

4. Вводят пылеотборную трубку в воздуховод навстречу потоку, включают электродвигатель и регулировочным вентилем устанавливают предварительно рассчитанный расход воздуха и фиксируют особенности технологического режима.

5. В рабочем журнале записывают номер фильтра, начало отбора пробы, величину расхода воздуха и т.д.

6. Отбор проб производится интегральным способом путем равномерного перемещения пылеотборной трубки по двум взаимоперпендикулярным направлениям сечения воздуховода, причем нельзя допускать касания стенок воздуховода концом наконечника.

7. Отбор аспирируемого воздуха зависит от предполагаемого содержания пыли и определяется необходимостью накопления в фильтре такого качества пыли, которое достаточно для надежного определения привеса (1-2 мг) и не превысит пылеемкости применяемого фильтра.

Ориентировочные объемы воздуха при отборе проб можно установить по табл. 12

Таблица 12.

Рекомендуемые расходы воздуха

Предполагаемая концентрация пыли, мг/м3

Объем воздуха, м3

Менее 2 2-10 10-50 свыше 50

1,0 0,5 0,25 0,1

Про анемометры:  Сравнение Intel Celeron 440 и Intel Core 2 Duo T7200 - AskGeek.io

Пример расчета объёма выброса газа при полном раскрытии газопровода

При повреждении газопровода диаметром 250 мм (Р = 0,7 МПа, Т = 5°С) произошло его полное раскрытие. Определить объём выброса природного газа в атмосферу, если выброс газа продолжался в течение 1 час.

Исходные данные:

Ра =0,7 МПа;

Г=278 К; т = 3600 с;

Г=283 К.

Данные из паспорта качества газа: р = 0,688 кг/м3;

ро = 0,688- 1,07326 =0,7384 кг/м3;

(л°= 1,2%.

Расчет:

Определим режим истечения газа:

1.1. Скорость звука в природном газе, W3ByK, формула (19)

Методы определения расхода и скорости газа (воздуха) - Основы экологии и природопользования на транспорте

где коэффициент сжимаемости формула (4)

Методы определения расхода и скорости газа (воздуха) - Основы экологии и природопользования на транспорте

где относительная плотность газа находится по формуле (5)

Методы определения расхода и скорости газа (воздуха) - Основы экологии и природопользования на транспортеМетоды определения расхода и скорости газа (воздуха) - Основы экологии и природопользования на транспорте

находим коэффициент адиабаты формула (20)

Методы определения расхода и скорости газа (воздуха) - Основы экологии и природопользования на транспорте

Скорость звука в природном газе

Методы определения расхода и скорости газа (воздуха) - Основы экологии и природопользования на транспорте

Определим скорость истечения газа по формуле (21)

Методы определения расхода и скорости газа (воздуха) - Основы экологии и природопользования на транспорте

где фактическая плотность газа, кг/м3

Методы определения расхода и скорости газа (воздуха) - Основы экологии и природопользования на транспорте

где р — абсолютная плотность газа, кг/м3;

Ратм — атмосферное давление, МПа;

Т — температура воздуха, К;

Ра — абсолютное давление газа, МПа;

Т — температура газа, К;

Z — коэффициент сжимаемости газа.

Режим истечения газа критический (W >W ).

г v г звук’

Определим объём газа, Ууп, м3, при критическом режиме истечения газа по формуле (34)

Методы определения расхода и скорости газа (воздуха) - Основы экологии и природопользования на транспорте

где ф — коэффициент снижения скорости принимаем 0,97;

S — площадь отверстия, м2Методы определения расхода и скорости газа (воздуха) - Основы экологии и природопользования на транспорте

Рассмотрим этот же пример, но с частичным раскрытием газо провода — в половину площади сечения газопровода.

Исходные данные:

Ра = 0,7МПа;

Т =278К; р = 3600 с;

Т = 283К;

S = 0,0245 м2.

Данные из паспорта качества газа: р = 0,688 кг/м3;

ро = 0,688- 1,07326 =0,7384 кг/м3;

р°= 1,2%.

Расчет:

Определим режим истечения газа:

1.1. Скорость звука в природном газе, W3b к, формула (19)

Методы определения расхода и скорости газа (воздуха) - Основы экологии и природопользования на транспорте

1.2. Определим скорость истечения газа по формуле (21)

Методы определения расхода и скорости газа (воздуха) - Основы экологии и природопользования на транспорте

Режим истечения газа критический (W>W ).

г 4 г звук’

Определим объём газа, V , м3, при критическом режиме исте чения газа и частичном раскрытии газопровода по формуле (28)

Методы определения расхода и скорости газа (воздуха) - Основы экологии и природопользования на транспорте

где удельное количество выбросов газа, GBw6p, истекающего в атмос феру из отверстия, кг/с, определяется по формуле (29)

Методы определения расхода и скорости газа (воздуха) - Основы экологии и природопользования на транспорте

где ф = 0,97;

S= 0,0245 м2;

W — скорость выброса газа из отверстия определяется по формуле (30)

Методы определения расхода и скорости газа (воздуха) - Основы экологии и природопользования на транспорте

рф– плотность газа перед отверстием в газопроводе, кг/м3, тогда GBbi6p = 0,97- 0,0245-398-5,01= 47,39 кг/с,

Методы определения расхода и скорости газа (воздуха) - Основы экологии и природопользования на транспорте

Сравнение расчетов объёма выброса газа при полном и частичном раскрытии газопроводов при одних и тех же параметрах газа:

Параметр

Полное раскрытие

Частичное раскрытие

Исходные данные

Р, Па

700000

700000

Т, К

г

278

278

Т, К

в’

283

283

т, с

3600

3600

Расчетные данные

Режим истечения газа

критический

критический

S, м2

0,049

0,0245

Ль

5,01

5,01

Используемые

формулы

Методы определения расхода и скорости газа (воздуха) - Основы экологии и природопользования на транспортеМетоды определения расхода и скорости газа (воздуха) - Основы экологии и природопользования на транспорте

Кыбр.’ м3

287951

247954

Оцените статью
Анемометры
Добавить комментарий

Adblock
detector