Страус В. - Промышленная очистка газов, страница 12

И.карательные диафрагмы и трубки Всптури обычно жестко моптируются на установке. Для нормальной работы измерительных диафрагм необходимо устанавливать их на прямолинейном участке газохода, причем длина этого участка должна быть не менее девяти диаметров газохода — шесть диаметров до и три диаметра после диафрагмы; в случае очень турбулентных потоков «участок успокоения» после диафрагмы должен быть длиннее. Для трубок Вентури необходимы е~цс более длиппыс прямолинейпыс участки газохода в связи с большой длиной диффузора; трубки Всптури сложнее в изготовлении, чем простые плоские диафрагмы, но их преимушеством является меньшее падсппс давления. Подробности о конструкциях и пределах применения этих устроиств можно найти в соответствующих каталогах.

Сущее пвует много типов трубок Пито. Для ннх нс пужливы ллииныс «участки успокоения» потока в газоходс, поскольку опи служат для измерения локальных скоростей. Трубки невелики по размерам, поэтому их можно ввести в газоход через пебольшос отверстие в степке без остановки газоочистительной установки; они ие вызывают заметной потери давления газового потока.

Основной недостаток трубок Пито состоит в том, что для определения пол-, ного газового потока необходимо провести целый рнд измерений скоростей для установления профиля скоростей газового потока. Затем проводится интегрирование профиля, обычно графическими методами. Следовательно, в случае внезапных флуктуаций газового потока найденное эпачснис расхода будет неточным, В основном трубка Пито состоит лз трубок динамического давления н трубки статического давления. В простейшей форме (рис. 11-1) в трубке типа «кркж» статическое давление может измеряться у стенки газохода.

Такая конструкция применима для очсаь узких газоходов, для которых многостснныс трубки Пито могут оказаться слишком шипокими и их введение в газоход вызовет нарушение режима газового потока, либо когда отсутствуют трубки стандартного размера. Предпочтительнес срезать переднюю кромку трубки в виде конуса лод углом 8', но оиа может быть и прямой. Обычно трубки динамического и статического давления монти- Р)чатся в одни узел. Образцы, соотвстствуюшие британскому стан- 59 Рис. П-1.

Трубка Пито типа «Крк(кв для намерения ударного давления с отдельными выпусками для статического давления в трубе или н стенке коро- ба [185): ! — ударное отверстие; 2 — выпускные Отверстия. дарту (британский стандарт Лэ ! 042) 1)2о), представлены на рис. П-2. Для малых расходов газа рекомендуется зллипсоидальная головка, показанная на рис. П-2,в.

Оиа более надежна, чем цилиндрическая головка, предложенная Национальной физической лабораторией и представленная в ранних изданиях стандарта. Кроме обычных трубок Пито существует обратная трубка, Рис. П-2. Трубки Пито с полусферической (а) и эллипсовидной (б) головками для измерения статического давления: г — уплотнители для выравнивания по центру внутренней трубки; у — варианты евкрутлеыпс (до ЗО): У вЂ” отверстия в наружной трубе (У отверстий диаметром О)Э; наружная поверх ность глядкоотделсвная без заусениц).

60 (рпс. 11-3), преимушеством которой является простота ввода в газоход и ббльшая разность да~вленнй. В этих случаях скорость газа (в м/с) может быть рассчитана из эмпирического соотношения и = 1,2йб ЯЬИ(р) (11.1) где ИИ вЂ” разница давлений, Пв; р — плотность гвзв„ кг/иа. Для более низких скоростей газового потока используются тепловые анемометры. Их работа сильно зависит от температуры, и они нужда1отся в относительно частой калибровке. В последнее время для температур до 58 аС успешно применялись термометры; была найдена зависимость между потоком воздуха, температурой, влажностью и давлением 18381 Термометры особенно надежны при пепрерьгпном измерении скорости газового потока в условиях комнатной температуры.

Если необходимо измерить не только скорость, но и направление движения газов, например, для сопел, центробежных форсунок и т. и., может быть использована трубка Пито с угловым перемещенном (ирысканьем»). Такой прибор, снабженный сферической головкой и водяным охлаждением, был разработаа в исследовательской лаборатории фирмы Юнайтед Стил 16301. При примененви трубок Пито или другого прибора, измерявшего локальную скорость, эти измерения должны проводиться в нескольких точках, желательно на прямолинейных участках газо- хода. Газоходы круглого сечения обычно разделяют на ряд колец и измсряют скорости по двум направлсппям, пересека1ошпмся под прямым углом.

При этом получают четыре значения скорости для каждого кольца. Если скорость потока у стенки трудно замерить, она может быть оценена на основании графика зависимости скорости от расстояния до стены (в логарифмических координатах) . В случае прямоугольных газоходов или газо- ходов неправильной формы их сечение разбивают иа ряд прямоугольников, и скорость потока измеряют в центре каждого из них. Такое измерение обычно проводится через несколько входных отвсратий, сделанных либо в одной стенке, либо, что более желательно, в двух прилегаюших стенках газохода.

В случае неустойчивых газовых потоков предпочтительнее измерять изменение потока в одной точке. Если газовый поток находится в области обтекания, скорость в центре круглого газохода в два раза больше средней Рис. 11-3. Сдвоенная или ревсрсивизя трубка Пито: 1 — трубка иа нержеаеющей стали; у — муфта; 3 — нерекпд. 61 скорости. В альтернативном варианте можно измерять скорость па расстоянии 0,762 радиуса от оси трубы.

Прн относительно малых расходах газа применяются и другие измерительные устройства, такие как переносные жидкостные газомстры нлн сильфоны (обычно для измерения городского газа). Клапанные вентиляционные приборы и приборы с меняющейся апертурой (ротаметры) используются также для измерения средних газовых расходов, в частности, при технологическом контроле процесса. Их действие основано на том, что весь газовый поток проходит через прибор, и поэтому они йспользуются обычно для намеренна объемов газов, отобранных в пробоотборник, а не для измерения полного расхода газа в газоходе.

Подробное описание измерительного оборудования н приборов можно найти в специальной литературе, например 11851, и и соответствующих каталогах и справочниках. Расчет расхода газового потока. Часто возникает необходимость проектирования газоочистительного оборудова~ния до пуска соответствующего основного пронзвцдства, например использующего сжигание угля плн жидкого топлива (мазута), состав которых известен. Состав выхлопных газов может быть либо рассчитан, исходя яз полного или частичного сгорания и характерного соотношения воздух — топливо, либо определен путем анализа газов на этом илн аналогичном производстве.

Тогда расчет процесса массопереноса газов сводится к расчету материального бала~пса. Если известна также температура газа илн она может быть оценена из теплового баланса, то можно рассчитать объем газов (типичный пример приведен в Приложении). 2. ИЗМЕРЕИИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ГАЗА Определение фактнчсской температуры газа с разумной сте пенью точности является весьма существенным прн ныборе соответствующего механизма очистки и очищающей среды. Когда подвергавшиеся очистке газы находятся в какой-либо емкости или проходят по газоходу, температура стен которого отличается от температуры газа, то метод измерения температуры должен учитывать эффект теплового излучения, присущий системе.

Так, если газы холоднее окружа1ошей их стены, то стены будут излучать тепло в направлении теплонзмерительного элемента, и зарегистрированная температура будет выше фактической температуры газа. И наоборот, для газон, более горячих, чем газоход„ термоизмерительный элемент будет излучать тепло в направлении окружающих стен и таким образом не достигнет реальной температуры газа. Перенос тепла излучением приводит к большой развице температур и очень быстро растет при увеличении температуры; так, при температуре порядка 1500 С разница достигает 200— 300'С. В емкости или газопроводе с теплоизоляцией, где темпе- 4!а д,7а тзо т4 да а «аа <ааа ауаа хааа гэаа Геятаедатуаа, 'а Рис. <Ь4. Зввпсимость темпервтурм от термоэлеитродвижущей сиды 1т.э.д.с.) 124<1 ддя следующих термопар: ! — придай — вольфрам; 2 — вольфрам — реиий — вольфрам; 2 — платина — 87% платины 13% родия: 4 — платила — 80% платииы — 10% радия; 8 — 08% платиоы — 1% родия м 818, платииы — 18% радия; 8 — 08% платииы — 8% радия и 80% платины — 20% родив; У— иридия — 60% иридия — 40% радия; 8 — 80% платипы — 2048 родяя и 80% платины — 40% родия: у — железа — «оистаитаи< !Π— медь — иопстаитаи; и — «ромель — алюмель< !2 — пла- тияель.

ратура внутренней степки бл~изка к температуре газов, температура, измеренная термочувствительным элементом, практически равна температуре газа. Термочувствительиые элементы. К ннм относятся термометры и термопары. Обычные стеклянные ртутные термометры используются при температурах ниже 0 'С и до 350 'С, Стеклянный спиртовой термометр позволяет отодвинуть нижний предел измеряемь<х температур до †80 'С. Платиновые термометрь< сопротивления отличаются высокой точностью и могут применяться в пределах от — 200 до +600'С, а иногда и выше. Термопары медь — константан используются в пределах от — 200 до +400'С, тогда как верхний предел для других основных металлических термопар, из которых наиболее распространенной является хромель — алюмелсвая, достигает 1200'С.

Термопары из благородных металлов в иастояшес время могут использоваться при нопрерь<внхьм измерении до температуры 2400'С илп при пеРиодическом — до 2800'С 1например, термопара рений — вольфрам). Характеристика термопар приведена на рис. 11-4. Ниже приведены наиболее распространенные термопары, используемые при температуре до 2800'С (в скобках — экстремаль- ная температура): йьедь — константан Железо — конетантан Хромель — алюв~сль Платина — Р1 8,77в- -13уе РЬ Р1 20с(е — РЬ вЂ” Р1 607е — 40е)е й)~ Ирнлий — !т 407в — 80% ЙЬ . Иридий — вольфрам Вольфрам — % —.ме . ° минус 200 — 400'С (000'С) 0 — РОО 'С (1100 'С) 0 — 1100'С (1::00'С) 0 — 1000 'С (1700 'С) 0 — !800 С (1880'С! 14 00 — 2000 'С (2100 'С) * 1( 00 — 2200 'С (2700 'С) " ' до 2800 'С (2800 'С)' Нейтральная втмоорера.