烟气在线监测系统中湿度流速常用计算公式大汇总

     一、排气中水分含量的测定排气中水分含量应根据不同的测量对象选用冷凝法、干湿球法或重量法中的一种方法测定。

    1.冷凝法原理-由烟道中抽取一定体积的排气使之通过冷凝器，根据冷凝出来的水量，加上从冷凝器排出的饱和气体含有的水蒸汽量，计算排气中的水分含量。
    2.冷凝法计算公式
    
    式中:Xsw排气中的水分含量体积百分数，%;
    Ba—大气压力,Pa;
    Gw—冷凝器中的冷凝水量，g;
    Pr—流量计前气体压力,Pa;
    Pv—冷凝器出口饱和水蒸气压力(可根据冷凝器出口气体温度从空气饱和时水蒸气压力表
    中得)Pa;
    tr—流量计前气体温度，℃;
    Va—测量状态下抽取烟气的体积(Va,≈Qr×t)，L。
    3.干湿球法原理-使气体在一定的速度下流经干、湿球温度计。根据干、湿球温度计的读数和测点处排气的压力,计算出排气的水分含量。
    4.干湿球法计算公式
    
    式中:Xsw—排气中的水分含量体积百分数，%;
    Pbv—温度为时饱和水蒸气压力(根据值,由空气饱和时水蒸气压力表中查得)Pa
    tb—湿球温度，℃;
    tc—干球温度，℃;
    Qr—转子流量计读数,L/min;
    t—采样时间，min;
    Pb—通过湿球温度计表面的气体压力,Pa;
    Ba—大气压力,Pa;
    Ps—测点处排气静压,Pa。
    5.重量法原理-由烟道中抽取一定体积的排气,使之通过装有吸湿剂的吸湿管,排气中的水分被吸湿剂吸收，吸湿管的增重即为已知体积排气中含有的水分量。
    6.重量法计算公式
   
    式中:Xsw—排气中的水分含量体积百分数，%;
    Ba—大气压力,Pa;
    Gm—吸湿管吸收的水分重量，g;
    Vd—测量状态下抽取烟气的体积(Vd≈Qr×t)，单位L。
    Qr—转子流量计读数,L/min;
    t—采样时间，min;
    tr—流量计前气体温度，℃;
    Pr—流量计前气体压力,Pa;
    1.24—在标准状态下，1g水蒸气所占有的体积，单位L。

    二、排气密度和气体分子量的计算

    1.排气密度和其分子量、气温压力的关系由下式计算
    
    式中:ρs—排气的密度,kg/m3;
    Ms—排气气体的分子量,kg/kmol;
    Ba—大气压力,Pa;
    Ps—排气的静压，Pa;
    ts—排气的温度，℃。
    
    2.标准状态下湿排气的密度按下式计算
    

    式中:ρn—标准状态下湿排气的密度,kg/m3
    Ms—湿排气气体的分子量,kg/kmol;
    Mo2,Mco、Mco2、MN2、MH2o—排气中氧、一氧化碳、二氧化碳、氮气和水的分子量,kg/kmol;
    Xo2、Xco、Xco2、Xn2—干排气中氧、一氧化碳、二氧化碳、氮气的体积百分数，%;
    Xsw排气中的水分含量体积百分数，%。
    3.测量状态下烟道内湿排气的密度按下式计算
    

    式中:ρs—测量状态下烟道内湿排气的密度,kg/m3
    ρn—标准状态下湿排气的密度,kg/m3
    Ps—排气的静压，Pa;
    Ba—大气压力,Pa;
    Ps—排气的静压，Pa;
    ts—排气的温度，℃。
    4.排气气体分子量的计算
    已知各成分气体的体积百分数X和其分子量M排气气体的分子量按下式计算
    

    式中;Ms—排气气体的分子量,kg/kmol;
    Xi—某一成分气体的体积百分数，%;
    Mi某一成分气体的分子量,kg/kmol
    5.干排气气体分子量的计算
    

    6.湿排气气体分子量的计算
    

    三、流速测定原理-排气的流速与其动压平方根成正比,根据测得某测点处的动压、静压以及温度等参数。

    1.测点排气流速的计算：
    

    2.当干排气成分与空气近似，排气露点温度在35~55℃之间、排气的绝对压力在97~103kPa之间时,Vs可按下式计算:
    

    3.对于接近常温、常压条件下(t=20℃,Bs+Ps=101300Pa),通风管道的空气流速Va按下式计算：
    

    式中:Vs—湿排气的气体流速,m/s;
    Va—常温常压下通风管道的空气流速，m/s;
    Ba—大气压力,Pa;
    Kp—皮托管修正系数;
    Pd—排气动压,Pa;
    Ps—排气静压,Pa;
    ρs—湿排气的密度,kg/m;
    Ms—湿排气的分子量,kg/kmol;
    ts—排气温度，℃。
    4.排气流量的计算：
    工况下的湿排气流量Qs按下式算：
    

    式中:Qs—工况下湿排气流量,m/h;
    F—测定断面面积,m;
    s测定断面的湿排气平均流速，m/s。
    5.标准状态下干排气流量Qsn按下式计算
    

    式中:Qsn—标准状态下干排气流量,m/h;
    Ba—大气压力,Pa;
    Ps—排气静压,Pa;
    ts—排气温度，℃。
    Xsw—排气中的水分含量体积百分数，%。
    6.常温常压条件下，通风管道中的空气流量Qa按下式计算：
    

    式中:Qa—通气管道中的空气流量,m3/h;

来源：本文中公式均摘选自GBT/16157- 1996