3.5 Контрольні запитання

1. Якими параметрами характеризується вміст вологи в газах?

2. Ваговий метод визначення вологості. Його переваги і недоліки.

3. Яка методика визначення вологості газів конденсаційним методом? Переваги і недоліки цього методу.

4. Психрометричний метод визначення вологості повітря або газів. Особливості методу.

5. Для чого необхідна I – d – діаграма? Як нею користуватися?

6. Устрій і принцип роботи психрометра Ассмана.

4. Лабораторна робота № 4

„Визначення вмісту пилу у відхідних газах від технологічних агрегатів”

Мета роботи: ознайомитись та вивчити інструментальні виміри концентрації аерозольних часток у газовому потоці

4.1 Короткі теоретичні відомості

Під терміном "запиленість газів" розуміють масову концентрацію пилу, виражену у грамах або міліграмах на 1 м³ газів (за нормальних умов).

Для визначення запиленості газів найчастіше використовують прямий метод, що складається з наступних основних операцій:

а) повне вловлювання пилу, що знаходиться у відібраному газі, наприклад, фільтрацією з наступним зважуванням обложеного пилу;

б) вимір обсягу відібраного газу й приведення його до нормальних умов.

За місцем розташування пиловловлюючого пристрою (усередині або поза газоходом) ваговий метод виміру запиленості розподіляється на метод внутрішньої й зовнішньої фільтрації. Залежно від цього розрізняють конструкції пилезабірних трубок і пиловловлюючих пристроїв.

Метод зовнішньої фільтрації застосовують за наступних умов:

- швидкість газового потоку не менш 4 м/с;

- температура газу не більше 60°С;

- тиск у газоході не більше 0,2 МПа;

- запиленість до 1 г/м³.

Неприпустима конденсація вологи в пробозаборному тракті. При можливості конденсації вологи необхідно використати пилезаборну трубку з електропідігрівом.

Метод внутрішньої фільтрації застосовують за наступних умов:

- температура газу не більше 400°С;

- тиск у газоході не більше 0,2 МПа;

- запиленість 0,01-15 г/м³.

4.1.1 Визначення запиленості газів прямим методом

Найбільш важливими факторами при відборі газу для визначення його запиленості є:

а) місце відбору проби;

б) швидкість відбору.

Місце відбору газу. Відбір газу необхідно здійснювати на прямій ділянці газопроводу з незмінними розмірами й площею поперечного перерізу. Газовий потік повинен перебувати в сталому стані, не бути підданим збурюванням через різку зміну перетину газопроводу або напрямку руху газу. Дотримання цих норм дозволяє домогтися, наскільки це можливо, рівномірного розподілу пилу по перетину газоходу.

У зв'язку з цим не слід, наприклад, відбирати газ безпосередньо за вентиляторами й циклонами, де газовий потік піддається значним коливанням тиску, є нерівномірним, може обертатися.

Для одержання надійних і точних результатів рекомендується провести спочатку кілька паралельних вимірів запиленості з відбором газу в різних місцях перетину газопроводу. При цьому доцільно розбити перетин газопроводу на рівні за площєю ділянки (мал. 4.1).

Виміри потрібно проводити при тих самих режимах роботи пилеутворюючого агрегату. Якщо при цьому виявиться, що запиленість газу в різних місцях перетину газопроводу однакова, надалі можна проводити виміри в одній точці, наприклад у центрі газопроводу.

Треба, розбивши перетин газопроводу на рівні за площєю ділянки, визначити запиленість у кожній з цих ділянок. Отримані величини запиленості помножити на кількість газу, що проходить через відповідні ділянки газопроводу, а за отриманими результатами визначити середньозважену величину запиленості для всього перетину газопроводу

Газ у більшості випадків відбирають за допомогою забірних трубок, що вводять усередину газопроводу. Вхідний отвір забірної трубки, через який надходить у неї газ, повинен бути спрямований назустріч газовому потоку і розташовуватися перпендикулярно до напрямку руху газового потоку (припустиме відхилення . осі трубки від напрямку руху газу на кут не більше 5°).

а) б)

а - схема розташування точок виміру швидкостей у перетині прямокутного газоходу; б - схема розташування точок виміру швидкостей у перетині круглого газоходу на кільця, рівні за площєю

Мал. 4.1 - Розбивка газоходу при вимірах пневмометричними трубками

Швидкість відбору газу. Вкрай важливою умовою правильного відбору газу є дотримання рівності швидкості газу в потоці (у місці знаходження вхідного отвору забірної трубки) і швидкості відбору, тобто швидкості газу у вхідному отворі забірної трубки (так званий ізокінетичний відбір газу).

Важливість ізокінетичного відбору ілюструється на мал. 4.2. При дотриманні рівності швидкостей (мал. 4.2, а) запиленість визначається правильно й пил, що міститься у відібраному обсязі газу, має той же гранулометричний склад, що й пил, що міститься в газовому потоці.

Якщо швидкість відбору перевищує швидкість газового потоку (мал. 4.2, б), більші частки пилу із зовнішньої частини обсягу газу, що поступає в забірну трубку, прагнучи по інерції зберегти колишній напрямок руху, пройдуть повз вхідний перетин забірної трубки. У результаті буде визначена занижена запиленість, а відібраний пил буде більш дрібним.

а

в

г

б

а - правильна швидкість відбору; б - підвищена швидкість відбору;

в - знижена швидкість відбору; г - правильна швидкість відбору

Мал. 4.2 - Можливі помилки при відборі газу для визначення запиленості

При відборі зі зниженою швидкістю відбудеться зворотне явище (мал. 4.2, в): більші частки пилу із зовнішньої, що відхиляється й не вхідної в забірну трубку частини обсягу газу, що відбирається, по інерції пройдуть у вхідний перетин забірної трубки. У результаті запиленість буде визначатися завищеною величиною. У відібраному пилу буде підвищений вміст великих фракцій.

І, нарешті, на мал. 4.2, г показано, до чого призводить відхилення вхідного отвору забірної трубки від положення, перпендикулярного напрямку газового потоку. Навіть при дотриманні рівності швидкостей буде визначена занижена запиленість, а обложений пил буде більш дрібним. Чим крупніший пил, що є в газовому потоці, чим більше його концентрація, тим більше по величині помилки при визначенні запиленості, що пояснюються недотриманням принципу ізокінетичного відбору газу. Згідно таблиці 4.1, для високодисперсного пилу із частками, близькими за розмірами до 1 мкм, навіть значна різниця у швидкостях відбору й газового потоку (±50%) викликає досить малу помилку у визначенні запиленості (порядку 0,5-1%). Однак помилка зростає із збільшенням розмірів часток пилу, особливо при занижених швидкостях.

Таблиця 4.1 - Значення відносин обмірюваної (Z) і дійсної запиленості газів (Z₀) при недотриманні ізокінетичного принципу відбору проб газу

Діаметр частинок пилу, мкм	Відносини швидкості газового потоку до швидкості відбору	Z/Z0	Відношення швидкості газового потоку до швидкості відбору	Z/Z0
100	1,5	1,99	0,5	0,67
10	1,5	1,54	0,5	0,82
1	1,5	1,013	0,5	0,996