Gassnelheid en volume metingen. Deze code van goede meetpraktijk beschrijft de toegepaste. werkwijze bij de meting voor gassnelheid en volume

Transcriptie

1 Code van goede meetpraktijk van de VKL (Vereniging Kwaliteit Luchtmetingen) Wat doet de VKL? De Vereniging Kwaliteit Luchtmetingen (VKL) heeft ten doel, binnen de kaders van de Europese en Nationale wet- en regelgeving, een concrete bijdrage te leveren aan het waarborgen, ontwikkelen, toepassen en in stand houden van de kwaliteit van luchtmetingen in Nederland. De vereniging behartigt tevens de gemeenschappelijke belangen van haar leden. De vereniging zal zich daarbij in het bijzonder richten op het bevorderen van: Een correcte en integrale toepassing van Europese richtlijnen en Nationale regelgeving op het gebied van luchtmetingen; Maatregelen gericht op het tegengaan van oneerlijke concurrentie als gevolg van het niet toepassen hiervan. Voor verdere informatie kunt u terecht op de VKL-website Gassnelheid en volume metingen Deze code van goede meetpraktijk beschrijft de toegepaste werkwijze bij de meting voor gassnelheid en volume metingen binnen de VKL. Deze werkwijze is na onderlinge vergelijking van de werkvoorschriften van de verschillende VKL-leden en na afstemming binnen de technische commissie van de VKL tot stand gekomen. 1 6 CvGM-VKL 009 Versie 2.0 Maart 2009

2 Achtergrond De meting wordt uitgevoerd conform ISO Emissies van stationaire emissies, bepaling van snelheid en volumestroom in gasstromen. In dit praktijkblad worden de onderstaande metingen nader beschreven: Drukverschil Statische druk Atmosferische druk Temperatuur Vocht Dichtheid Naast bovenstaande parameters is het bepalen van de gassnelheid van belang dat deze plaats vindt op de traversepunten. In deze CvGM zal eerst worden ingegaan hoe deze traversepunten bepaald dienen te worden. Voor de gassnelheidsmeting zijn diverse meetmiddelen beschikbaar. In deze CvGM worden de onderstaande meetmiddelen nader beschreven: S-pitotbuis Prandtlbuis Schuinebuis manometer Elektronische drukverschilmeter Vleugelrad anemometer Hittekogel Bepaling traversepunten Tip In de praktijk hanteren we een grens van 0,3 m in plaats van 0,35 m, dit heeft te maken met de significatie: 0,349 m is immers afgerond 0,3 m. De meetpunten bevinden zich in het midden van de deelvlakken of in het midden van de concentrische cirkels. De ringen van de cirkels hebben gelijke oppervlakten. Het is niet verplicht om het middenpunt mee te nemen in de bepaling. In figuur 1 worden de meetpunten schematisch weergegeven. Omdat de gassnelheid en temperatuur over het meetvlak kunnen variëren, wordt in een kanaal op meerdere punten gemeten. A C B D Voor indeling in deelvlakken van kanalen met cirkelvormige doorsnede worden de volgende onderscheidingen gemaakt. E F G H I Figuur 1 Meetpunten D < 0,3 m: één meetas D > 0,3 m: twee meetassen 2 6

3 Code van goede meetpraktijk van de VKL (Vereniging Kwaliteit Luchtmetingen) Op basis van het oppervlak van het kanaal wordt een berekening uitgevoerd om het minimale aantal deelvlakken te bepalen. In tabel 1 en 2 zijn deze minimale aantallen deelvlakken en meetpunten gegeven. Oppervlak Aantal Aantal meetpunten Figuur 1 meetvlak lijnen per deelvlak M 2 0,09-0, B 0,38-1,5 3 9 C > 1, D De meetpunten mogen zich niet binnen de 2 cm van de kanaalwand bevinden. In de praktijk hanteren we een grens van 5 cm in plaats van 2 cm, dit heeft te maken met de storende invloed van de wand. In tabel 3 wordt de afstand van een meetpunt tot de kanaalwand gegeven indien het middenpunt wordt meegenomen in de berekeningen. Tabel 1 Aantal meetpunten per doorsnede voor rechthoekige kanalen Oppervlak Kanaal Middellijnen Aantal Figuur 1 meetvlak diameter meetpunten M 2 M per deelvlak 0,09-0,38 0,35-0,7 2 4 F 0,38-0,79 0, G 0,79-3, H > 3,14 > I Tabel 2 Aantal meetpunten per doorsnede voor ronde kanalen De meetpunten bevinden zich op de kruisjes van de concentrische meetvlakken. Bepaald Aantal meetpunten per middellijn meetpunt ,3 5,9 4,0 3,0 2 50,0 21,1 13,3 9,8 3 80,7 50,0 26,0 17,8 4 78,9 50,0 29,0 5 94,1 74,0 50,0 6 86,7 71,0 7 96,0 82,2 8 90,2 9 97,0 Tabel 3 Afstand meetpunt tot wand van een rond kanaal met meting op het middenpunt (% van de middellijn) 3 6 CvGM-VKL 009 Versie 2.0 Maart 2009

4 In tabel 4 wordt de afstand van een meetpunt tot de kanaalwand gegeven indien het middenpunt niet wordt meegenomen in de berekeningen. Wanneer de afgassen de leiding tangentiaal verlaten gelden altijd de afstanden die weergegeven zijn in tabel 4. Bepaald Aantal meetpunten per middellijn meetpunt ,6 6,7 4,4 3,3 2 85,4 25,0 14,6 10,5 3 75,0 29,6 19,4 4 93,3 70,4 32,2 5 85,4 67,7 6 95,6 80,6 7 89,5 8 96,7 Tip Indien een punt niet gehaald kan worden, dan is het een optie om een ander punt in dezelfde concentrische ring dubbel uit te voeren. Meetvlakbeoordeling Een meetvlakbeoordeling dient voorafgaande aan een meting uitgevoerd te worden conform de code van goede meetpraktijk van de VKL getiteld Meetvlakbeoordeling. Methode van bepaling gassnelheid s-pitotbuis of prandtlbuis De voorkeur gaat uit naar een s-pitotbuis. Deze is toepasbaar in zowel schone als vervuilde gasstromen. De prandtlbuis is minder gevoelig voor fluctuerende gasstromen dan de s-pitot en is het best toepasbaar in relatief schone gasstromen. Bij gebruik van de s-pitot dient rekening gehouden te worden met de K-factor. Schuinebuis manometer Met een schuinebuis manometer wordt het drukverschil bepaald. Met behulp van pitotbuis en schuinebuis wordt het drukverschil uitgedrukt in mmh 2 O. Dit drukverschil wordt later omgerekend naar een snelheid. Deze methode is goed toepasbaar voor gasstromen met hoge temperaturen en vocht. Verder is het snelheidstraject tussen de 4 en 40 m/s. Door de demping is het een geschikt apparaat dat ook bij fluctuerende snelheden goed kan worden toegepast. Elektronische drukverschilmeters Elektronische drukverschilmeters geven of een drukverschil of een snelheid. Het snelheidsbereik is afhankelijk waar de betreffende meter voor gemaakt is. Deze methode is vaak gevoeliger voor fluctuaties in de afgassnelheid, demping van het signaal is in dit geval noodzakelijk. Vleugelrad anemometer Een vleugelrad anemometer meet direct de snelheid in het kanaal en is toepasbaar in schone en droge gasstromen. De anemometer is goed toepasbaar tussen de 1 en 30 m/s. Bij 4 6

5 Code van goede meetpraktijk van de VKL (Vereniging Kwaliteit Luchtmetingen) v = K Δp ρ Waarin: v = rookgassnelheid in m/s K = pitotkalibratiefactor C = constante = 129 (m/s) (kg/[kmol.k]) 0,5 T s = rookgastemperatuur in K p = pitotverschildruk in kpa p e = absolute druk van het gas in kpa (statischedruk + omgevingsdruk) M s = molmassa van het gas in kg/kmol ρ = dichtheid van het gas in kg/m 3 kanalen met een grote diameter is het vaak niet goed mogelijk om met een anemometer te meten. Het bepalen van de afgassnelheid middels een anemometer is niet conform ISO Hittekogel / hittedraad Een hittekogel / hittedraad meet direct de snelheid in het kanaal en is toepasbaar in schone en droge gassen bij lage temperaturen. De hittekogel / hittedraad is toepasbaar tussen de 0,4 en 10 m/s. Het bepalen van de afgassnelheid middels een hittekogel is niet conform ISO Bepaling gassnelheid Met een pitotbuis wordt de dynamische druk gemeten. Het drukverschil dient te worden omgerekend voor het verkrijgen van de gassnelheid. Hiervoor wordt de onderstaande formule toegepast die opgenomen is in de ISO 10780: v = K C T Δp p s e M s Bepalen van de dichtheid Voor een juiste bepaling van de snelheid dient in veel gevallen ook de dichtheid van het rookgas bepaald te worden. Deze dichtheid wordt berekend op basis van de samenstelling van het rookgas. De belangrijkste componenten voor de samenstelling zijn: H 2 O, O 2, CO 2 en N 2. Deze parameters dienen bij het berekenen van de dichtheid te worden bepaald of berekend. Opmerking Wanneer andere componenten, zoals koolwaterstoffen, in concentraties > vppm oorkomen dienen deze componenten ook meegenomen te worden in de dichtheidsberekening. Bepaling debiet Uit de snelheid kan het debiet berekend worden. Voor het verkrijgen van het debiet onder standaard omstandigheden dienen tevens de temperatuur, het vochtgehalte en eventueel ook het zuurstofgehalte bekend te zijn. Deze parameters zijn beschreven in andere code s van goede meetpraktijk. Daarnaast wordt de volgende formule, uit het L40-8P document van Infomil, ook gebruikt: 5 6 CvGM-VKL 009 Versie 2.0 Maart 2009

6 Controle op juiste werking Om de juiste werking van de meting te kunnen waarborgen dienen de onderstaande handelingen te worden uitgevoerd. Rapportage Voor de rapportage wordt verwezen naar de code van goede meetpraktijk van de VKL getiteld Rapportage van emissiemetingen. Controle veld In het veld moet gecontroleerd worden of de apparatuur lekdicht is aangesloten en dat er geen verstoppingen, zoals druppels, zitten in de leidingen. Bij gebruik van een schuine buis dient er genoeg vloeistof in het reservoir zitten. Bij een aantal meetinstrumenten is het noodzakelijk dat voorafgaande aan de metingen het nulpunt gecontroleerd wordt. Let op het voorkomen van druppelvorming in de apparatuur. Hierdoor kan afwijking ontstaan in het drukverschil of snelheid waardoor verkeerde waarden afgelezen kunnen worden. Frequentie van controle Voor de frequentie van controle van pitotbuis, drukverschilmeters, vleugelrad en hittekogel en andere meetmiddelen wordt verwezen naar de code van goede meetpraktijk van de VKL getiteld Controle van meetmiddelen. 6 6