نمونه برداری از دودکش ها و کانال ها به روش ایزوکنیتیک
نمونه برداری از دودکش ها و کانال ها به روش ایزوکنیتیک
نمونه برداری از دودکش ها و کانال ها به روش ایزوکنیتیک
فرمت: PDF تعداد صفحات: 12
نمونه برداری از جریان گاز کاربردهای مهمی در بهداشت صنعتی و بهداشت محیط دارد. هدف از این بخش عبارتند از:
- توسعه روش ها و اصول کلی برای آنهایی که دارای مقداری تجربه قبلی می باشند
- مرور تکنیک های جاری که به صورت متدهایی برای کنترل آلودگی هوا بکار می رود. بنابراین باید در نمونه برداری از جریان گاز
الف) نمونه ای از جریان گاز بدست آورد که کاملا نماینده کل باشد.
ب) مشخصات جریان، ترکیب سیال با مشخصه های تشکیل دهنده آن جریان را تعیین نمود.
در جدول 1 لیستی از پارامتر هایی که ممکن است به عنوان مشخصه های یک سال به آن نیاز داشته باشیم آورده شده است. این مشخصه ها می تواند بوسیله نمونه برداری از سیال و توسط روش مناسب آنالیز آن بدست آید.
TABLE 1. Parameters obtained by Gas Stream Sampling
Parameter |
Example |
Gas composition |
Molecular composition |
Temperature properties |
Thermodynamic |
Transport properties |
Viscosity |
Gas motion characteristics |
Velocity |
Other phases |
Solid particulate matter |
To define magnitude and transport of mass energy (heat, momentum), chemical species, and phases (also apples with modifications to any fluid stream)
به همین منظور باید هدف از عملیات نمونه برداری بطور واضح مشخص و تبیین گردد چون انتخاب روش نمونه برداری بر این اساس انجام می گیرد. اهداف نمونه برداری بطور رایج بصورت زیر است.
- اندازه گیری آهنگ نشر آلودگی هوا از نظر تشکیل دهنده های آن (برای مثال گاز با ذره معلق بودن)
- ارزیابی کارآیی کلی روش جمع آوری ، افت فشار در یک وسیله تصفیه گاز
- اندازه گیری آهنگ انتشار از منبع آلوده کننده بر حسب نوع، طیف آن ( برای مثال چگونگی توزیع ذرات از لحاظ اندازه یا یک نوع ماده بخصوص نظیر سرب)
- ارزیابی کارآیی یک دستگاه تصفیه هوا از نظر اندازه ذرات
- تحقیق و توسعه بر روی فرآیندها، دستگاه ها و روش ها
نمونه برداری از دستگاه های تصفیه هوا یا نشر دهندگان آلودگی هوا، فراوانی جهت بررسی های قانونی و مطابقت با الزامات مورد نظر انجام می گیرد. جزئیات خاص یک روش نمونه برداری باید از طرف مقامات مسئول و صاحبان آن مورد موافقت قرار گیرد.
یکی از کاربردهای عمومی نمونه برداری از جریان گاز تعیین میزان تخلیه (نشر) یا غلظت یک منبع تولید آلودگی هوا می باشد. به اینگونه روش ها، نمونه برداری از دود کش ها و کانال ها می گویند.
اصول کلی
انتخاب روش کلی که باید از آن پیروی شود باید با در نظر گرفتن سیستم، فلو، نوع آلاینده ها و اینکه کدام روش برای بدست آوردن نتایج معتبر (برای مثال آماری، فیزیکی و شیمیایی نمونه ها) مناسب است صورت گیرد. نکات ضروری که باید در نمونه برداری به آن توجه گردد در جدول ۲ آمده است.
TABLE 2. Essential Aspects of Gas Stream Sampling
Purpose of samples |
Nature of process |
Nature of the flow |
Nature of components in fluid |
Sampling and analysis |
ماهیت جریان و انتخاب محل نمونه برداری
برای انتخاب محل مناسب برای ورود وسیله نمونه برداری باید توجه خاص به اثراتی که بر روی سرعت و غلظت ناشی از سیستم انتقال جریان گاز (نظیر زانوها ، سه راهی ها، اتصالات، دمنده ها، مکنده ها، کاهش مقطع، افزایش مقطع، فشار شکن ها، فلومترها) صورت می گیرد انجام شود. هر یک از اجراء یک سیستم انتقال جریان گاز باعث بوجود آمدن اثرات خاصی بر روی الگوی جریان در هر مقطع می گردد. پروفیل سرعت و غلظت اولین نقطه پایین دست باید اصلاح گردد شکل ۱ مثالی از پروفیل سرعت و غلظت ذرات ناشی از یک اتصال و یک زانو در مسیر کانال می باشد. سرعت ها و غلظت ذرات در واقع شار باجرم در شکل نمایش داده شده است. در این شکل نسبت بین مقادیر اندازه گیری شده نسبت به متوسط محاسباتی آن آورده شده است.

سرعت و غلظت ذرات ناشی از یک اتصال و یک زانو در مسیر کانال
FIGURE 1. Measured velocity and concentration profiles after a bend. Average gas velocity, 39 ft/sec (13.6 ms), average emission per unkares = 1.2 lb/ft2 hr (14.1 mg/m2 -sec); equivalent round diameter, De= 2LW / (IL-W) – 6.8 ft (173 mm); distance between planes 1 and 2 = 36/6.8 = 5.4 D
تفسیر شکل فوق به گونه زیر است:
شکل ۱ داده هایی را ارائه می دهد که پس از یک زانوی 90 درجه از نمونه برداری ها بدست آمده است ذرات جامد در اثر نیروی گریز از مرکز به سمت دیواره دورتر از مرکز خمش حرکت می کنند و پس از دورتر شدن از منطقه خمش (زانو) تدریجا در اثر اختلاط ناشی از اغتشاش جریان به حالت اولیه بر می گردند. اگر چه در این مثال الگو به علت غیر متعادل بودن منبع تولید, ذرات از دو مسیر وارد شده به کانال پیچیده شده است. درجه یکنواختی در دو مقطع پس از خمش در شکل نشان داده شده است. در حدود ۳ تا ۵ قطر برای برقراری یکنواختی قابل قبول مورد نیاز است اگر چه در مواقع وجود مقادیر زیاد شن و ذرات درشت تر این مقدار کم می باشد. وقتی که مقادیر شن و ذرات درشت کم باشد یک تا سه قطع نیز کافی است.
اگر سرعت زیاد و خمش تیز باشد جریان گاز از دیواره داخلی جدا شده و تا یک تا دو قطر پس از خمش دوباره به دیواره نمی چسبد. سیال در فضای مرده تمایل به تشکیل جریانهای گردابی بزرگی دارد که جهت این گرداب ها به سمت جلو در نزدیکی جریان اصلی و در سمت عقب در نزدیک دیواره خواهد بود. سرعت این چرخش ها زیاد نیست ولی می تواند در اندازه گیری توسط لوله پیتر اختلال ایجاد کند.
نسبت به آن چیزی که در نمونه برداری از گازها و بخارات در درون کانال ها وجود دارد نمونه برداری نماینده ای (Representative) از ذرات معلق در جریان گاز نیازمند دقت بیشتری در جزئیات وسیله نمونه برداری و همچنین روش مورد عمل دارای پیچیدگی های بیشتری است.
همانطوری که در شکل ۱ نشان داده شده است انتظار می رود در هر یک از مقاطع کانال در طول مسیر حرکت جریان، غلظت ذرات معلق متغیر باشد. می توان انتظار داشت در صورتی که جریان گاز کاملا پخش شده باشد با اغتشاش نسبتا خوب و پروفیل غلظت ذرات به گونه قابل قبولی یکنواخت باشد. این حالت معمولا در ۵ تا ۱۰ قطر در پایین دست هر گونه اغتشاش نظیر زانو و فشار شکن و حداقل ۲ قطر بالا دست اتفاق می افتد.
یکنواختی پروفیل غلظت ذرات در هر یک از نقاط مقطع کانال همچنین به طیف اندازه ذرات بستگی پیدا می کند. ذرات بزرگتر و سنگین تر (ρp dp2 >> 1) تمایل به ته نشین شدن در جریان های با اغتشاش متوسط دارد. (در اینجا ρp عبارتست از دانسیته بر حسب گرم بر سانتیمتر مکعب و dp عبارتست از قطر بر حسب میکرومتر). به همین علت می توان انتظار داشت در کانال های افقی غلظت ذرات درشت تر در نیمه پائین به مراتب بیشتر از نیمه بالایی کانال باشد.
ادامه مطلب را با دانلود فایل پیوستی مشاهده کنید.
ورود یا ثبـــت نــــام + فعال کردن اکانت VIP
مزایای اشتراک ویژه : دسترسی به آرشیو هزاران مقالات تخصصی، درخواست مقالات فارسی و انگلیسی، مشاوره رایگان، تخفیف ویژه محصولات سایت و ...
حتما بخوانید:
⇐ نمونه برداری و آنالیز آلاینده های خروجی دودکش
دیدگاهتان را بنویسید
می خواهید در گفت و گو شرکت کنید؟خیالتان راحت باشد :)