Pomiar aerosolu
ABSTRAKT
Na stanowisku pomiarowym składającym się z generatora aerosolu i analizatora IPS T wykonano badania w celu określenia prawidłowego sposobu pomiaru koncentracji cząstek zawieszonych w powietrzu.
Analizator IPS T jest urządzeniem przeznaczonym do pomiaru koncentracji aerosolu wyrzucanego z „dyszy mgłowej”, zaprojektowanym do badania wyposażenia gaśniczego straży pożarnej.
POBIERZ ARTYKUŁ
AUTORZY
Stanisław Kamiński, Dorota Kamińska ,KAMIKA Instruments
DZIEDZINA
Pomiary kropel, aerosolu
PRZYRZĄD
SŁOWA KLUCZOWE
pomiar, krople, aerosol
ARTYKUŁ
Na stanowisku pomiarowym składającym się z generatora aerosolu i analizatora IPS T wykonano badania w celu określenia prawidłowego sposobu pomiaru koncentracji cząstek zawieszonych w powietrzu.
Generator aerosolu był typowym rozpylaczem ultradźwiękowym z precyzyjnie sterowanymi obrotami wentylatora. Wentylator był eżektorowo ustawiony względem rozpylacza. Analizator IPS T (Fig. 2) jest urządzeniem przeznaczonym do pomiaru koncentracji aerosolu wyrzucanego z „dyszy mgłowej”, zaprojektowany został do badania wyposażenia gaśniczego straży pożarnej. Więcej szczegółów o przyrządzie na stronie www.kamika.pl.
Do badań użyto czystej wody. Wydatek rozpylacza UD w generatorze był stały. Prędkość powietrza w generatorze zmieniała się czterokrotnie w taki sposób żeby prędkość powietrza Vo w przekroju gdzie znajduje się wlot rurki zmieniała się od Vo=1,2 m/s do Vo=4,8 m/s. Niezależnie od zmiany prędkości Vo zmieniano prędkość zasysania powietrza od Vs=1,2 m/s do Vs=4,8 m/s.
W ten sposób uzyskano tablice wyników, które przedstawiono na Fig. 3 jako rozkład koncentracji wagowej aerosolu.
Fig. 3 Rozkład koncentracji wagowej aerosolu
Wagę zmierzonych cząstek uzyskano przez pomiar wielkości i ilości cząstek oraz przez obliczenie ich objętości. Sumując objętość wszystkich cząstek i mnożąc przez ciężar właściwy dla wody γ = 1g/cm3 uzyskano wynik, który należało skojarzyć z objętością zassanego powietrza. Program analizatora IPS T robi to automatycznie. Na Fig. 3 zaznaczone są przestrzennie dwie linie B i C. Linia B przedstawia zbiór pomiarów izokinetycznych a linia C pomiary wyników przy stałej prędkości zasysania Vs = 1,2 m/s i różnej prędkości opływu wlotu Vo=1,2 – 4,8m/s. Bazowym punktem pomiarowym był p.1. Pozostałe punkty uzyskiwano przez pomiar ciśnienia i regulację obrotów wentylatora generatora i sprężarki analizatora IPS T. W punkcie 2 przy maksymalnej prędkości opływu Vo=4,8 m/s i zasysaniu Vs=4,8 m/s zachodziło prawdopodobnie odparowywanie wody z cząstek aerosolu co spowodowało mniejszą koncentrację wagową i ilościową.
Na Fig. 4 przedstawiono linie B i C w jednej płaszczyźnie i dołączono linię A, która przedstawia teoretyczną koncentrację wagową strumienia aerosolu przy założeniu, że ilość cieczy rozpylanej jest zawsze stała, a koncentracja wagowa zmniejsza się 2, 3 i 4-krotnie przy zwiększaniu prędkości 2, 3 i 4 razy. Z porównania wynika, że pomiary izokinetyczne B dają wyniki porównywalne z obliczoną koncentracją teoretyczną A. Pomiar koncentracji C wykonywany przy stałej prędkości zasysania Vs=1,2 m/s zdecydowanie różni się od linii A. Jako uzupełnienie Fig 3 i 4 przedstawione są rozkłady zbiorcze udziałów ilościowych wielkości cząstek, oraz koncentracją ilościową Ki i wagową Kw dla linii o stałej prędkości zasysania wykonane według programu analizatora IPS T.
Zmiany wartości koncentracji wagowej aerosolu na Fig. 3 wydają się logiczne w stosunku do prędkości zasysania Vs i opływu wlotu Vo, chociaż dokładność ich zależy od stabilnej pracy generatora i precyzyjnego pomiaru różnicy ciśnień. Do pomiaru różnicy ciśnień użyto 5” czujników firmy Honeywell, które mają spory dryft offsetu w stosunku do mierzonych wartości ciśnienia. Różnica ciśnień dla prędkości 1,2 m/s wynosi ok 1 Pa, a dla prędkości 4,8 m/s ok. 12 Pa. Pomiar trwał 100 sek. Przed każdym pomiarem sprawdzano płynięcie offsetu, który mógł mieć wpływ na wyniki pomiaru.
Jak widać na załączonych fig 3 i 4 różnica pomiędzy pomiarem izokinetycznym, a pomiarem przy stałej prędkości Vs jest znaczna, a przecież prędkości zasysania niektórych obecnie stosowanych air samplerów (AS) są jeszcze mniejsze. Tą różnicę powiększa jeszcze opływ aerodynamiczny wokół AS, który dodatkowo utrudnia wyłapywanie cząstek z powietrza.
Przedsiębiorca uzyskał subwencję finansową w ramach programu rządowego "Tarcza Finansowa 2.0 Polskiego Funduszu Rozwoju dla Mikro, Małych i Średnich Firm"' udzieloną przez PFR S.A
Wszelkie prawa zastrzeżone KAMIKA 2024, Projekt strony internetowej JL
+48 (22) 666 93 32
+48 (22) 666 85 68
ul. A. Kocjana 15
01-473 Warszawa