理论教育 稀释取样系统与采集称量系统的匹配-醇醚燃料与汽车应用技术

稀释取样系统与采集称量系统的匹配-醇醚燃料与汽车应用技术

时间:2023-10-13 理论教育 版权反馈
【摘要】:由于稀释取样系统是针对汽车排放颗粒物测试进行设计的,考虑到汽车排放颗粒物中的细颗粒物的特性与汽车排放颗粒物的总体特性有很大不同,所以在结合大气中细颗粒物的监测方法,必须在原有的基础上进行适当的改进才能达到设计的目的。物质的饱和状态由它在气态中的分压和它的饱和蒸气压决定。

稀释取样系统与采集称量系统的匹配-醇醚燃料与汽车应用技术

由于稀释取样系统是针对汽车排放颗粒物测试进行设计的,考虑到汽车排放颗粒物中的细颗粒物的特性与汽车排放颗粒物的总体特性有很大不同,所以在结合大气中细颗粒物的监测方法,必须在原有的基础上进行适当的改进才能达到设计的目的。笔者在这里主要考虑到了三个方面:稀释方面、温度方面、流量方面。

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图17-6 采集到的细颗粒物称量

1.稀释量对颗粒物的影响

对于稀释问题,由于温度对颗粒物状态有很大的影响,而稀释会对温度产生很大影响,所以如果不控制温度的变化,稀释前后颗粒物的状态会发生很大的变化。当排气温度高时,半挥发性物质主要存在于气态物中;当尾气被稀释温度降低后,凝聚和成核以及吸附作用使得半挥发性物质转化为固态或者液态的颗粒物。决定挥发性物质成核的因素主要是是否达到其饱和状态和可用以吸附的颗粒物表面。物质的饱和状态由它在气态中的分压和它的饱和蒸气压决定。如果它在气态中的分压过大,超过了饱和蒸气压,该物质就会凝聚成核。而挥发性物质的饱和度会随着温度的降低而增加,所以当气体冷却时,挥发性物质饱和度逐渐增加而开始凝聚和成核。稀释采样时气体容易冷却从而使挥发性物质凝聚成核,这个过程受稀释温度和稀释比的影响很大。如果温度低稀释比小的话,挥发性物质更容易达到饱和从而凝聚成核。所以,我们需要保证温度的同时保证足够大的稀释比。稀释比大于50时,稀释过程中的成核作用基本不会发生。第二个影响挥发性物质成核的因素是可用以吸附的颗粒物表面,吸附过程的发生会减小饱和度并能够避免成核。尾气稀释一直是汽车尾气测试的重点、难点和关键点。(www.daowen.com)

2.温度匹配

对于温度匹配问题,可以增加一个恒温恒湿箱使气体温度稳定在15~30℃范围内,现在的降温理论上不会影响气体的凝结,因为此时样气已被充分稀释,饱和度已经降低。

3.流量匹配

对于流量匹配的问题,采用AVL SPC472的性能可以保证当尾气在500℃,周围大气在5~50℃范围内、稀释比在40时,过滤器温度保持在(47±5)℃,通过控制两个流量控制阀即可得到想要的流量。但是,这里遇到了标准上的问题是美国环保署规定流过切割器的流量为1m3/h,即16.67L/min,考虑到滤纸的直径为46.2mm,污染直径42.52mm由此换算为流速为15.36Cm/s,但是我国GB 17691—2005(颗粒物测量标准)中要求滤纸迎面速度要达到35~80Cm/s,由于HJ 618—2011重量法测量细颗粒物的标准中没有明确规定,在HJ93—2003中有采样器工作点流量不做必须要求的说法,所以本设备中流量选择为16.67L/min,又因为SPC472要求过滤器前的气体流速不超过100Cm/s,所以本流量对应的样气流速对于SPC472是合适的。

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