3. ВЫПОЛНЕНИЕ ИЗМЕРЕНИЙ
3.1. Скорость ( ) в м/с и расход газов определяют методом измерения динамического давления газа ( )
, (5)
где - полное давление газа, Па;
- статическое давление газа, Па;
и последующего расчета скорости газа по формуле
, (6)
где - плотность газа при рабочих условиях, кг/м .
3.2. Динамическое давление газа вычисляют по формуле
, (7)
где - отсчет по шкале микроманометра, Па;
- коэффициент, зависящий от угла наклона измерительной трубки микроманометра;
- коэффициент напорной трубки, определяемый при ее метрологической аттестации*.
________________
* Для напорных трубок конструкции НИИОГАЗ равен 0,55-0,6.
3.3. Определение объемного расхода газа
3.3.1. Объемный расход газа ( ), определяемый посредством средней скорости газа ( ), вычисляют по формуле
, (8)
где - площадь измерительного сечения газохода, м .
3.3.2. При выполнении измерений одну напорную трубку устанавливают в контрольной точке на расстоянии 30-100 мм от оси газохода. Рабочую напорную трубку перемещают по линии измерения, последовательно устанавливая в точках измерения с погрешностью, не превышающей ±2 мм, при этом наконечники напорных трубок должны быть направлены навстречу газовому потоку. Измерения давления обеими трубками производят одновременно. Результаты измерений фиксируются в журнале, форма которого приведена в приложении 1. В каждой точке необходимо выполнить не менее трех измерений динамического давления; по результатам измерений определяется среднее динамическое давление для данной точки измерения.
При проведении измерений необходимо следить за отсутствием отложений пыли на напорных трубках.
3.3.3. Одновременно измеряют температуру газа и разрежение (давление) в газоходе, а также атмосферное давление воздуха.
3.4. Определение площади измерительного сечения
3.4.1. Измеряют внутренние размеры газохода микрометрическим нутромером. При наличии внутри газохода поверхностных слоев в качестве расчетного сечения принимают действительно свободное сечение.
3.4.2. При невозможности непосредственного измерения внутренних размеров допускается определять размеры измерительного сечения измерением наружных размеров газохода и толщины его стенки. Измерения необходимо проводить измерительной рулеткой. Толщину стенки измеряют штангенциркулем.
3.4.3. Для газохода круглого сечения диаметр измеряют не менее четырех раз с приблизительно равными углами между измерительными диаметрами. Если разность результатов измерений более 1%, число измерений удваивают. Диаметр газохода определяют как среднее арифметическое всех измерений.
3.4.4. Для газохода прямоугольного сечения ширину и высоту измеряют на каждой измерительной горизонтали и вертикали. Если разность результатов более 1%, число измерений удваивают. Ширину и высоту газохода принимают равными среднему арифметическому значению измерений соответствующих величин.
4. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ
4.1. Динамическое давление газа в -й точке измерения ( ) вычисляют по формуле (7).
4.2. Плотность газа при рабочих условиях вычисляют по формуле
, (9)
где - плотность газа при нормальных условиях, кг/м ;
- температура газа в газоходе, °С;
- атмосферное давление воздуха, кПа.
4.3. Плотность газа, состоящего из компонентов, при нормальных условиях вычисляют по формуле
, (10)
где - значения молекулярной массы -го компонента газовой смеси;
- объемная доля -го компонента газовой смеси, %;
22,4 - мольный объем при нормальных условиях, м /к.моль.
Если известны плотности компонентов газовой смеси при нормальных условиях ( ), то плотность газовой смеси вычисляют по формуле
. (11)
Для приближенных расчетов плотность дымовых газов принимают равной плотности воздуха ( =1,29 кг/м ).
4.4. Среднюю скорость газового потока вычисляют по формуле
, (12)
где - коэффициент поля скоростей в измерительном сечении;
- динамическое давление в контрольной точке измерительного сечения, Па.
4.4.1. Коэффициент поля скоростей ( ) вычисляют по формуле
. (13)
4.5. Результаты измерений оформляют в соответствии с МИ 1317.
5. ОЦЕНКА ПОГРЕШНОСТИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СКОРОСТИ И РАСХОДА
5.1. В общем случае погрешность определения скорости и расхода газопылевых потоков, отходящих от стационарных источников загрязнения включает в себя:
погрешность измерения динамического давления газа, eго температуры и атмосферного давления воздуха;
погрешность определения коэффициента напорных трубок;
погрешность от угла наклона оси рабочей напорной трубки ( ) к оси потока;
погрешность от загрузки измерительного сечения напорными трубками;
погрешность от неточности установки рабочей напорной трубки в точках измерений;
погрешность осреднения скорости;
погрешность определения площади измерительного сечения.
5.2. Максимальная погрешность с доверительной вероятностью 95% не должна превышать удвоенного среднего квадратического отклонения
, (14)
где - максимальная погрешность, т.е. максимальное отклонение от среднего значения в произвольном ряду независимых измерений, равных по точности;
- среднее квадратическое отклонение.
5.3. Относительное среднее квадратическое отклонение скорости в -й точке измерений вычисляют по формуле
, (15)
где |
- относительные средние квадратические отклонения показаний микроманометра, барометра и термометра соответственно; |
|
- относительное среднее квадратическое отклонение коэффициента напорных трубок; |
|
- относительное среднее квадратическое отклонение, определяемое погрешностью от наклона оси напорной трубки к оси потока; |
|
- относительное среднее квадратическое отклонение, определяемое погрешностью от загрузки измерительного сечения напорными трубками. |
5.4. Относительное среднее квадратическое отклонение средней в измерительном сечении скорости вычисляют по формуле
, (16)
где |
- относительное среднее квадратическое отклонение, определяемое погрешностью осреднения скорости; |
- относительное среднее квадратическое отклонение, определяемое погрешностью от неточности установки рабочей напорной трубки в точках измерения. |
5.5. Относительное среднее квадратическое отклонение расхода газов вычисляют по формуле
, (17)
где - относительное среднее квадратическое отклонение определения площади.
5.6. Оценка составляющих погрешности определения скорости и расхода
5.6.1. Средние квадратические отклонения результатов измерения динамического давления ( ), атмосферного давления ( ) и температуры газов ( ) в зависимости от показаний микроманометра, барометра и термометра в долях длины их шкалы приведены в табл.3.
Таблица 3
Показания приборов, доли длины шкалы |
, , для приборов класса точности |
|
1,0 |
0,5 |
|
1,00 |
±0,5 |
±0,25 |
0,75 |
±0,7 |
±0,35 |
0,50 |
±1,0 |
±0,50 |
0,25 |
±2,0 |
±1,00 |
0,10 |
±5,0 |
±2,50 |
0,05 |
±10,0 |
±5,00 |
5.6.2. Погрешность определения коэффициента напорной трубки ( ) указывают в свидетельстве о метрологической аттестации.
5.6.3. Для уменьшения погрешности от угла наклона оси рабочей напорной трубки к оси потока необходимо повернуть и зафиксировать трубку таким образом, чтобы показания микроманометра были максимальны.
В общем случае, если , то .
5.6.4. Погрешность от загрузки измерительного сечения напорными трубками зависит от площади измерительного сечения и площади сечения наконечника напорной трубки ( ).
При не более 1% погрешностью от загрузки измерительного сечения пренебрегают. В остальных случаях исключают указанную погрешность введением в результат измерения поправки, вычисляемой по формуле
, (18)
где - динамическое давление с учетом поправки, Па;
- площадь сечения наконечника напорной трубки, м .
5.6.5. Погрешностью от неточности установки рабочей напорной трубки в точках измерений при выполнении требований п.3.3.2 пренебрегают.
5.6.6. Погрешность осреднения скорости, обусловленная неравномерностью распределения поля скоростей в измерительном сечении, приведена в табл.4.
Таблица 4
Форма измерительного сечения |
|
Погрешность осреднения скорости, %, 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 |
5.6.7. Погрешность определения площади измерительного сечения
5.6.7.1. При непосредственном измерении внутреннего диаметра газохода относительное среднее квадратическое отклонение площади измерительного сечения вычисляют по формуле
, (19)
где - среднее квадратическое отклонение эквивалентного диаметра газохода.
5.6.7.2. При измерении наружного периметра газохода и толщины стенки относительное среднее квадратическое отклонение площади измерительного сечения вычисляют по формуле
*, (20)
____________
* Формула соответствует оригиналу. Примечание "КОДЕКС".
где - толщина стенки, м;
- среднее квадратическое отклонение измерения толщины стенки.
Пример расчета погрешности определения скорости и расхода газа приведен в приложении 2.
6. ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ
6.1. Эксплуатация электроприборов и электроустановок, используемых в процессе проведения измерений, должна производиться в соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.019, правилами технической эксплуатации электроустановок потребителей и правилами техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей, утвержденными Госэнергонадзором.
6.2. Расположение и организация рабочих мест при проведении работ должны выполняться в соответствии с ГОСТ 12.2.032 и ГОСТ 12.2.033. Площадки для проведения работ должны быть ограждены перилами и бортовыми листами в соответствии со строительными нормами и правилами, утвержденными Госстроем СССР.
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Рекомендуемое
ФОРМА ЗАПИСИ РЕЗУЛЬТАТОВ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СКОРОСТИ ГАЗОВ
Предприятие _________________ |
Температура газа в газоходе, °С ______________________ |
Дата измерения _______________ |
Разрежение (давление) в газоходе Па (мм вод. ст.) _______ |
Место измерений ______________ |
Атмосферное давление воздуха, Па (мм рт. ст.) _________ |
|
Плотность газа при рабочих условиях, кг/м ___________ |
Время изме- рения |
Номер изме- рения |
Показания шкалы микро- манометра, мм |
Коэффициент напорной трубки |
Коэффициент наклонной трубки микро- манометра |
Динами- ческое давление, мм вод. ст (Па) |
Скорость газа, м/с |
Контрольная точка измерения |
-е точки измерения
1
2