Directional sensitivity of differential pressure sensors of gas velocity used in manual gravimetric measurements of dust emissions from stationary sources

• Autorzy: Szulikowski J. , Kateusz P.

Identyfikatory

DOI

10.1515/aep-2015-0023

Warianty tytułu

PL

Czułość kierunkowa różnicowo-ciśnieniowych czujników prędkości gazu stosowanych w manualnych pomiarach grawimetrycznych emisji zanieczyszczeń pyłowych ze źródeł stacjonarnych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Manual measurements of distribution of gas velocity in conduits of flue gas installations using systems with differential pressure sensors of velocity are often performed for the requirements of determining emissions of dust pollutants from industrial process plants to the atmosphere. The aim is to determine an axial velocity profile. Flows in measuring sections are not always coaxial along the run of the duct; they are characterized by different directions of the velocity vector at various measuring points. The determination of actual directions of vectors of local velocities giving a guarantee of an accurate calculation of the axial velocity is often not possible from the technical point of view and the measurement of the velocity is carried out with the parallel setting of the sensor head in relation to the axis and the walls of the conduit. Then the knowledge of the directional sensitivity of the applied velocity sensor allows either to eliminate the axial velocity measurement error or to take it into account by the uncertainty of this measurement. For specific situations of two-dimensional variation of direction of the velocity vector, the directional sensitivity characteristics and in consequence the characteristics of error have been determined for three sensors adopted to tests: a zero pressure dust sampling probe with the anemometric function as an element of the gravimetric dust sampler and comparatively - two commonly used Pitot tubes: types S and L.

PL

Na potrzeby określania emisji zanieczyszczeń pyłowych do atmosfery z przemysłowych instalacji technologicznych często wykonywane są manualne pomiary rozkładu prędkości gazu w kanałach instalacji gazów odlotowych przy pomocy układów z różnicowo-ciśnieniowymi czujnikami prędkości. Celem jest ustalenie profilu prędkości osiowej. Przepływy w przekrojach pomiarowych nie zawsze są współosiowe z biegiem kanału; cechują się różnymi kierunkami wektora prędkości w różnych punktach pomiarowych. Ustalanie rzeczywistych kierunków wektorów prędkości lokalnych, dające gwarancję dokładnego obliczenia prędkości osiowych, często nie jest możliwe z technicznego punktu widzenia i pomiar prędkości prowadzi się przy ustawieniu głowicy czujnika równoległym w stosunku do osi i ścian kanału. Wtedy wiedza o czułości kierunkowej zastosowanego czujnika prędkości pozwala albo na wyeliminowanie błędu pomiaru prędkości osiowej, albo na uwzględnienie go poprzez niepewność tego pomiaru. Dla specyficznych sytuacji dwuwymiarowej zmienności kierunku wektora prędkości wyznaczono charakterystyki czułości kierunkowej i w konsekwencji charakterystyki błędu trzech przyjętych do badań czujników: pyłowej sondy zerowej o funkcji anemometrycznej jako elementu pyłomierza grawimetrycznego i porównawczo - dwóch powszechnie stosowanych rurek spiętrzających: typu S i L.

Słowa kluczowe

EN

directional sensitivity; differential pressure sensors of gas velocity; flue gas velocity measurements; dust emission measurements; Pitot tube; zero pressure dust sampling probe

PL

zanieczyszczenia pyłowe; emisja pyłów; czułość kierunkowa; różnicowo-ciśnieniowy czujnik prędkości; rurka Pitota; pyłowa sonda zerowa

• Wydawca: Institute of Environmental Engineering, Polish Academy of Sciences
• Czasopismo: Archives of Environmental Protection
• Rocznik: 2015
• Tom: Vol. 41, no. 3
• Strony: 83--96
• Opis fizyczny: Bibliogr. 24 poz., wykr.

Twórcy

autor

Szulikowski J.

• Silesian University of Technology, Poland Faculty of Power and Environmental Engineering Department of Heating, Ventilation and Dust Removal Technology

autor

Kateusz P.

• Silesian University of Technology, Poland Faculty of Power and Environmental Engineering Department of Heating, Ventilation and Dust Removal Technology

Bibliografia

• [1] Dwyer (www.dwyer-inst.com (15.08.2013)).
• [2] EN (2001). EN 13284-1:2001 Stationary source emissions - Determination of low range mass concentration of dust - Part 1: Manual gravimetric method.
• [3] EN ISO (2013). EN ISO 16911-1:2013 Stationary source emissions - Manual and automatic determination of velocity and volume flow rate in ducts - Part 1: Manual reference method.
• [4] Goldstein, R.J. (1983). Fluid Mechanics, Hemisphere Publishing Corp., Washington 1983.
• [5] ISO (2008). ISO 3966:2008 Measurement of fl uid flow in closed conduits - Velocity area method using Pitot static tubes.
• [6] ISO (2003). ISO 9096:2003 Stationary source emissions - Manual determination of mass concentration of particulate matter.
• [7] ISO (1994). ISO 10780:1994 Stationary source emissions - Measurement of velocity and volume flow rate of gas streams in ducts.
• [8] ISO (2013). ISO 16911-1:2013 Stationary source emissions - Manual and automatic determination of velocity and volume flow rate in ducts - Part 1: Manual reference method.
• [9] Kabza, Z. & Kostyrko, K. (2003). Metrology of indoor microclimate and environmental physical quantities. Part 1, Publishing House of the Opole University of Technology, Opole 2003. (in Polish)
• [10] Kateusz, P. (2000). Research on effect of gas stream turbulence on the accuracy of velocity measurement with differential pressure type sensors, Ph.D. thesis, Silesian University of Technology, Gliwice 2000. (in Polish)
• [11] Kateusz, P., Popiołek, Z. & Szulikowski, J. (2001). Uncertainty of flue gas velocity measurement by means of the cylindrical and S-type Pitot tubes due to the turbulence impact on their calibration constant, Proceedings of the 7th National Symposium “Fluid Mechanics Applications in Environmental Engineering”, Gliwice-Wisła 2001. (in Polish)
• [12] Kateusz, P., Popiołek, Z. & Szulikowski, J. (2004). Gas flow turbulence impact on anemometric characteristics of aspiration probes of gravimetric samplers, Archives of Environmental Protection, 30, 1, pp. 43-49. (in Polish)
• [13] Kołodziejczyk, L., Rubik, M. & Mańkowski, S. (1974). Measurements in Sanitary Engineering, Arkady, Warszawa 1974. (in Polish)
• [14] Necati, G.A. (1988). Technique of experimental research and measurements, in: Automotive Aerodynamics. From Fluid Mechanics to Vehicle Construction, Hucho, W.- H. (Ed.), Wydawnictwo Komunikacji i Łączności, Warszawa 1988. (in Polish)
• [15] Ower, E. & Pankhurst, R.C. (1977). The measurement of air flow, Pergamon Press, Oxford 1977.
• [16] PN-EN (2007). PN-EN 13284-1:2007P Stationary source emissions - Determination of low range mass concentration of dust - Part 1: Manual gravimetric method. (in Polish)
• [17] PN-EN ISO (2013). PN-EN ISO 16911-1:2013-07E Stationary source emissions - Manual and automatic determination of velocity and volume flow rate in ducts - Part 1: Manual reference method. (in Polish)
• [18] PN (1994). PN-Z-04030-7:1994P Air purity protection - Tests for dust content - Measurement of concentration and mass flow rate of particulate matter in waste gases by gravimetric method. (in Polish)
• [19] Tracz, A. (2003). Research on directional sensitivity of a zero-pressure type probe as a gas velocity sensor in the P-10ZA gravimetric dust sampler, MSc thesis, supervisor: J. Szulikowski, Silesian University of Technology, Gliwice 2003. (in Polish)
• [20] Zembaty, M. (2009). Research on directional sensitivity of the selected Pitot tubes, MSc thesis, supervisor: J. Szulikowski, Silesian University of Technology, Gliwice 2009. (in Polish)
• [21] Report (1979). Report EPA-660/4-79-042 (1979) Angular Flow Insensitive Pitot Tube Suitable for Use with Standard Stack Testing Equipment (from: www.epa.gov).
• [22] Szulikowski, J. & Kateusz, P. (2009). Measuring gas velocity in a duct as a specific function of a pressure balance type probe in an isokinetic dust sampler, Environmental Technology, 30, 3, pp. 301-311.
• [23] Test-Therm, (www.test-therm.com.pl (12.08.2013)). (in Polish)
• [24] Troskolański, A.T. (1969). Hydromechanics, Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa 1969. (in Polish)