Приложение А (справочное). Определение "средней температуры отработавших газов" в измерительной камере дымомера с подачей продувочного воздуха

Приложение А
(справочное)

Определение "средней температуры отработавших газов" в измерительной камере дымомера с подачей продувочного воздуха

В приложении приведена методика определения средней температуры отработавших газов по распределению температур, измеренных по длине измерительной камеры. В качестве примера представлен дымомер с центральной подачей пробы в измерительную камеру.

На рисунке А.1 показано типичное распределение температур для левой половины трубы дымомера. Расстояния от каждой измеряемой точки до места подвода пробы нанесено на оси абсцисс, температуры - на оси ординат.

Температура в трубе постоянно уменьшается по длине , вследствие теплопроводности и излучения от значения температуры на входе до .

По мере удаления от места подвода пробы температура в трубе снижается быстрее, что объясняется перемешиванием пробы с продувочным воздухом, который подводится через конец трубы.

Температура уменьшается и, вероятно, при определенном удалении от конца трубы перед фотоэлементом достигает температуры очищенного воздуха . Таким образом, длина трубы , заполнена только отработавшими газами. При дальнейшем увеличении расстояния от места подвода пробы доля отработавших газов снижается вследствие смешивания с продувочным воздухом.

Если температура отработавших газов , температура продувочного воздуха - , температура смеси - и если пренебречь различиями в удельной теплоемкости газов, то долю отработавших газов в воздухе для отдельно взятого сечения вычисляют по формуле

,

(A.1)

где X - доля отработавших газов.

Температура смеси и температура продувочного воздуха известны. Температура отработавших газов в зоне перемешивания может быть определена достаточно точно, если экстраполировать линию ее уменьшения от входного отверстия дальше положения (см. рисунок А.1).

Рисунок А.1 - Дымомер с центральной подачей пробы газа

Если данные вычисления выполнить для всей длины трубы вплоть до , то будет получено распределение доли отработавших газов в смеси на всем протяжении, начиная с Х = 1 (чистые отработавшие газы) и заканчивая Х = 0 (чистый воздух).

Для вычисления средней температуры отработавших газов можно использовать только отработавшие газы, но не воздух, с которым они смешиваются, так как изменение температуры воздуха не влияет на коэффициент поглощения света k.

Поэтому расстояние необходимо разделить на возможно большее количество маленьких участков , для каждого из которых рассчитывается доля отработавших газов X и определяется температура .

Если воздух и отработавшие газы, находящиеся внутри каждого участка при температуре , рассматривать отдельно, то участок , заполненный отработавшими газами, можно определить как .

Весь отрезок следует представить разделенным на отдельные участки, попеременно заполненные отработавшими газами и воздухом. Тогда все участки (1 - Х), заполненные воздухом, мысленно изымаются, а участки соединяются и прибавляются к ). В результате получается + . Теперь температура , привязанная к каждому участку на графике температуры смеси , построена для каждого участка .

Средняя температура отработавших газов для участка + может быть определена графически.

Рисунок А.2 - Практический пример использования описанного метода

На рисунке А.2 представлен практический пример использования описанного метода. На диаграмме также приведено распределение доли отработавших газов Х для каждого участка. В пределах , Х= 1; на конце , , Х= 0.

Средняя температура отработавших газов на отрезке равна на отрезке .

Средняя температура для участка + - .