煙氣的體積、溫度和壓力是煙氣的基本狀態(tài)常數(shù)，也是計算煙氣流速、煙塵及有害物質(zhì)濃度的依據(jù)。其中，煙氣體積由采樣流量和采樣時間的乘積求得，而采樣流量由采樣點煙道斷面積乘以煙氣流速得到，流速又由煙氣壓力和溫度計算求出。

(1)溫度

測量儀器主要是玻璃水銀溫度計和熱電溫度計。

①玻璃水銀溫度計適用于直徑小、溫度不高的煙道。測量時，溫度計放入煙道中心部位，待讀數(shù)穩(wěn)定不變時，開始讀數(shù)。切不可將溫度計抽出煙道外讀數(shù)，以免產(chǎn)生誤差。

②熱電溫度計適用于直徑大、溫度高的煙道。熱電溫度計如圖6-30所示，測溫原理是將兩根不同的金屬線連成閉合回路，當(dāng)兩接點（冷端接點和熱端焊接點）處于不同溫度環(huán)境時，便產(chǎn)生熱電勢。兩接點溫差越大，熱電勢越大。熱電偶冷端接點溫度保持恒定，稱為自由端，熱端焊接點稱為測量端或工作端，其電勢差由毫伏計測出以溫度值表示。

使用熱電溫度計時，首先將兩個接頭分別接到測溫毫伏計的“＋”、“－”兩個接線柱上，打開短路鎖，將熱電偶頭部擦拭干凈，插到煙道中心部位，待指針讀數(shù)穩(wěn)定時再讀數(shù)。如果使用帶有冷端自動補償?shù)臄?shù)顯溫度計，其讀數(shù)即為實際煙氣溫度。如沒有自動溫度補償裝置，測前將毫伏計指針調(diào)至零刻度，測得的煙氣溫度再加上環(huán)境溫度，才是煙氣的實際溫度。

根據(jù)需測溫度的高低，選用不同材料的熱電偶。測量800℃以下的煙氣用鎳鉻-康銅熱電偶；測量1300℃以下煙氣用鎳鉻-鎳鋁熱電偶；測量1600℃以下的煙氣用鉑-鉑銠熱電偶。

(2)壓力

煙氣的壓力分靜壓(Ps)、動壓(Pv)和全壓(Pt)。靜壓是單位體積氣體所具有的勢能，動壓是單位體積氣體具有的動能，全壓是氣體在管道中流動具有的總能量，即靜壓和動壓之和。煙氣壓力測量裝置包括皮托管和壓力計。

①皮托管：常用皮托管分標準皮托管和S形皮托管兩種。

標準皮托管：它是一根彎成90°的雙層金屬同心圓管，其開口端與內(nèi)管相通，用來測量全壓；外管的管口封閉，外管的測壓小孔開在外管壁面四周（靠近管頭處），用來測量靜壓。標準皮托管具有較高的精度，其校正系數(shù)近似等于1，不需校正。但標準皮托管的測孔很小，如果煙氣中煙塵濃度大，易被堵塞，因此只適用于在較清潔的煙道內(nèi)使用，或用來校準其他類型的皮托管和流量測量裝置。
S形皮托管如圖6-32所示：它由兩根相同的金屬臂并聯(lián)組成，測量端為兩個大小相等、方向相反的開口。測量煙氣壓力時，一個開口面向氣流，測定氣流的全壓；另一個開口背向氣流，測定氣流的靜壓。由于氣體繞流的影響，測得的靜壓比氣流實際靜壓值小，因此，在使用前必須用標準皮托管進行校正。S形皮托管開口較大，減少了被塵粒堵塞的可能性，適用于測煙塵含量較高的煙氣。

②壓力計：常用的壓力計有U形壓力計和斜臂式微壓計。

U形壓力計是一個內(nèi)裝工作液體的U形玻璃管.通常根據(jù)被測壓力的大小分別選用水、乙醇或汞作為工作液體，壓力計與皮托管相連，測得壓力(P)用下式計算：

P=ρ•g•h

式中： ρ——工作液體的密度，kg／m3；

g——重力加速度，m／s2；

h——兩液面高度差，m。

上式壓力的單位為Pa，但在實際工作中，常用毫米液柱表示壓力。

斜臂式微壓計。斜管將讀數(shù)放大，便于微小壓差的測量。測壓時，將微壓計容器開口與測壓系統(tǒng)中壓力較高的一端相連，斜管與壓力較低的一端相連，作用在兩個液面上的壓力差使液柱沿斜管上升，測得壓力(P)按下式計算：

式中： L——斜管內(nèi)液柱長度，m；

α——斜臂與水平面夾角，度；

f——斜管截面積，mm2；

F——容器截面積，mm2；

ρ——工作液密度，kg／m3。

③測定方法：先按規(guī)定調(diào)試儀器，然后將皮托管與壓力計連接，把測壓管的測壓口放置在煙道內(nèi)測點上，并對準氣流方向，從U形壓力計上讀出液面差，或從斜管微壓計上讀出斜管液柱長度，按相應(yīng)公式計算測得壓力。(3)流速和流量的計算

①各測點煙氣流速的計算

測出煙氣的溫度、壓力等參數(shù)后，根據(jù)流體力學(xué)基本原理的推導(dǎo)，得出各測點的煙氣流速計算式如下。

在煙塵測試中，如果壓力單位用mmH2O柱表示時，各測點的煙氣流速可用下式計算：

式中： Vs——煙氣流速，m/s；

Hd——煙氣動壓，mmH2O；

γ——煙氣重度，kg／m3；

g——重力加速度，9.81m/s2；

R——煙氣氣體常數(shù)，295.9J/(kg•K)；

Ts——煙氣絕對溫度，K；

P——煙氣絕對壓力，Pa。

如果壓力單位用Pa表示時，各測點的煙氣流速可用下式計算：

式中： Kp——皮托管校正系數(shù)；

Pd——煙氣動壓，Pa；

ts——煙氣測點溫度，℃。

如果壓力單位以mmHg柱表示時，各測點的煙氣流速可用下式計算：

式中：Hd——煙氣動壓，mmHg。

②煙道斷面煙氣平均流速的計算：

煙道斷面上各采樣點煙氣平均流速計算式如下：

式中： ——煙氣平均流速，m／s；

v1、v2、…、vn——斷面上各測點煙氣流速，m／s；

n——測點數(shù)。

③煙氣流量的計算：

測量狀態(tài)下煙氣流量按下式計算：

Qs=3600 *S

式中： Qs——煙氣流量，m3/h；

S——測點煙道橫截面積，m2。

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