Výukový modul 26. Mechanika plynů. Téma Proudění plynu v potrubí a jeho měření. Mgr. Sylva Kyselová

Výukový modul 26 Mechanika plynů Téma 26.2 Proudění plynu v potrubí a jeho měření Mgr. Sylva Kyselová

Obsah PŘEDMLUVA... 1 1 ÚVOD... 2 2 ZÁKLADNÍ POJMY A DEFINICE... 3 2.1 DŮLEŽITÉ VELIČINY MĚŘENÍ PRŮTOKU PLYNU... 3 2.2 PRINCIPY MĚŘENÍ PRŮTOKU PLYNU A MĚŘICÍ PŘÍSTROJE... 4 3 MĚŘENÍ RYCHLOSTNÍMI MĚŘIDLY... 5 3.1 PRANDTLOVA TRUBICE... 5 3.2 PITOTOVA TRUBICE... 8 4 MĚŘENÍ PRŮŘEZOVÝMI MĚŘIDLY... 9 4.1 CLONA... 9 4.2 DÝZA... 11 4.3 VENTURIHO TRUBICE... 12 5 MĚŘENÍ PLOVÁKOVÝMI PRŮTOKOMĚRY... 13 6 MĚŘENÍ PRŮTOKU POMOCÍ ZMĚNY SMĚRU PROUDĚNÍ... 14 7 OBJEMOVÉ PRŮTOKOMĚRY... 15 8 PRŮTOKOMĚRY PLYNU ZALOŽENÉ NA JINÝCH PRINCIPECH... 16 8.1 INDUKČNÍ PRŮTOKOMĚR... 16 8.2 ULTRAZVUKOVÝ PRŮTOKOMĚR... 16 9 POROVNÁNÍ JEDNOTLIVÝCH PRŮTOKOMĚRŮ... 18 10 MĚŘENÍ EMISÍ ŠKODLIVIN VE SPALINÁCH... 19 10.1 TYPOVÁ, GARANČNÍ A PROVOZNÍ MĚŘENÍ EMISÍ ENERGETICKÝCH ZAŘÍZENÍ... 20 10.2 ZAŘÍZENÍ PRO MĚŘENÍ EMISÍ KOGENERAČNÍCH JEDNOTEK SE SPALOVACÍMI MOTORY... 20 11 OTÁZKY KE KAPITOLÁM... 22 12 DOPORUČENÁ LITERATURA... 23 13 POUŽITÁ LITERATURA A ZDROJE... 24

Předmluva V dnešní přetechnizované době je velký nedostatek vhodných, ucelených učebnic pro středoškolské technické obory. Je mnoho učebních textů, statí, které však neobsahují novinky technických oborů, srozumitelnou řeč pro středoškolské žáky, kteří mají zájem o technické obory. Patří i mezi ně dívky, kterým tento obor přirostl k srdci. V roce 2010 se zrodila myšlenka spolupráce středních škol vzdělávajících žáky technických oborů v oblasti tvorby nových a inovovaných výukových materiálů pro předměty, pro které na trhu chybí ucelené učební texty a pracovní listy vhodné pro obory vzdělávání požadované trhem práce. Vznikl tak zajímavý a rozsáhlý soubor využitelný pro všech šest partnerských škol. Vznikl nový projekt s názvem METALNET. Tento projekt je financován z OP VK a z prostředků státního rozpočtu ČR. Hlavní cílovou skupinu tvoří žáci strojních a elektrotechnických oborů i žáci jiných oborů, kterých se dotýkají zpracovaná témata nejen našich pedagogů, ale i pedagogů partnerských středních škol. Další cílovou skupinou jsou pedagogové, podílející se na jejich výuce. Cílem projektu je propojit teoretickou výuku a odborný výcvik. Usnadnit přípravu na vyučování a umožnit prohlubování a opakování znalostí, dovedností a také získávání odborných kompetencí, kompetencí k učení, k vyhledávání informací a k řešení problémů. Vést žáky k práci ve skupinách, k práci v týmech. Každý vypracovaný produkt včetně jednotlivých témat obsahuje ucelený učební text, pracovní listy, prezentace v MS PowerPointu a zkušební otázky formou testu. To vše je připraveno jak pro výuku, tak pro domácí přípravu žáků do technických předmětů. Vypracované materiály korespondují s výsledky vzdělávání školních vzdělávacích programů. Posláním není vytvořit nové učebnice, ale doplnit a podpořit osvědčené vyučovací metody metodami a materiály novými a inovovanými. Po úspěšném ukončení projektu budou mít žáci k dispozici webový výukový portál s ucelenou nabídkou studijních materiálů, kterou bude možno operativně aktualizovat v souladu s vývojem praxe i vědy. Přidaná hodnota, inovativnost projektu tkví v tom, že žáci středních odborných škol budou využívat nejmodernější výukové metody propojené s praxí, dále budou mít k dispozici komplet studijních materiálů, které doposud ve výuce schází. Vzdělávání žáků není omezeno pouze na dobu výuky ve škole, ale žáci mají možnost kdykoliv se vzdělávat právě prostřednictvím webového výukového portálu. Inovativnost projektu tkví rovněž v úzkém sepětí středních škol a firem (zaměstnavatelů) z oblasti elektrotechnického a strojírenského průmyslu. Dále k prohloubení spolupráce pedagogických pracovníků šesti zapojených škol. Za kolektiv Ing. Radim Lobodáš 1

1 Úvod V této části studijních materiálů je uveden přehled principů měření průtoku plynu, resp. páry do zařízení, případně odtahu spalin ze zařízení. V technické praxi se setkáváme s celou řadou případů a zařízení, kde dochází k proudění plynů a par. Většinou se jedná o zajištění dodávky plynu nebo páry do určitého prostoru nebo technického zařízení a naopak o odvod plynů ze zařízení. Patří sem dodávka vzduchu pro větrání a klimatizaci obytných prostorů, průmyslových hal a obchodních center, dále dodávka spalovacího vzduchu a plynu do spalovacích zařízení a dodávka páry do systému centrálního zásobování teplem (SCZT) apod. Odvod plynů se týká především odtahu spalin ze spalovacích zařízení, jako jsou parní a teplovodní kotle, průmyslové pece apod. Většinou se dodávka a odtah plynů uskutečňuje potrubím či kanály. Pro zajištění potřebného množství plynu pro požadovaný výkon zařízení je nutné jednorázové nebo průběžné měření průtoku plynu do zařízení, resp. odtahu ze zařízení. Správné a pravidelné měření průtoku plynu je důležité pro regulaci hospodárného a bezpečného provozu zařízení, příp. vytvoření požadované pohody ve vytápění, větrání a klimatizaci prostorů. Studijní materiály o proudění plynu v potrubí a jeho měření jsou určeny nejenom žákům středních odborných učilišť a středních odborných škol, ale taktéž pedagogům, mistrům a ostatním zájemcům o problematiku termodynamiky proudění plynů a par. Obsahem jsou studijní texty, pracovní listy, obrázky a prezentace. 2

2 Základní pojmy a definice Měření proudění plynu patří mezi důležité oblasti měření fyzikálních veličin. Používá se řada principů i různé druhy měřících přístrojů. Při tom je nutný výběr takových metod a přístrojů, které pro daný způsob proudění plynu v daném zařízení dávají co nejpřesněji naměřené hodnoty. Proudění plynů se může uskutečnit těmito způsoby: proudění vzduchu ve volné atmosféře, příp. jiných plynů (např. spalin z komínů spalovacích zařízení), proudění plynů v uzavřeném prostředí, jedná se zpravidla o proudění plynů v potrubí a kanálech apod. 2.1 Důležité veličiny měření průtoku plynu 1) objemové a hmotnostní množství plynu, 2) tlak měřeného plynu, 3) teplota plynu. Objemové množství (objemový průtok) je objem plynu, který projde potrubím či kanálem za jednotku času: Legenda: V = S w (m 3 /s) S.. průřez potrubí či kanálu, kterým plyn protéká (m 2 ) w.. střední hodnota rychlosti proudění plynu (m/s) Hmotnostní množství (hmotnostní průtok) se určuje zpravidla z naměřeného objemového průtoku, je dán rovnicí: Legenda: m = V ρ.. měrná hmotnost (hustota) plynu (kg/m 3 ) (kg/s) Hustota plynu se určí ze složení plynu podle hustoty jednotlivých složek plynu a podílu složek ve směsi plynů. Například pro vzduch se počítá hustota vzduchu = 1,293 kg/m 3. Pro směs plynů se může hustota směsi určit z tabulek na základě podílu jednotlivých složek. Hustota plynů je stanovena v kg/m 3 (n). Označení (n) znamená normální metr krychlový, který je určen za normálních podmínek, tj. při tlaku p (n) = 101,325 kpa a teplotě T (n) = 273,15 K. Je nutno si uvědomit, že při měření průtoku plynu zpravidla měříme za skutečných podmínek, tj. při skutečném tlaku p a skutečné teplotě T. Při měření průtoku plynů je tedy důležité a nutné měřit současně tlak a teplotu. Při přepočtu naměřeného objemového průtoku použijeme stavovou rovnici: 3

p p (n) = V V (n) = T T (n) Takže objemový průtok přepočtený na normální stav plynu potom bude: V (n) = V p T (n) p (n) T Z této rovnice jasně vyplývá, že není objem jako objem! (m 3 (n) /s) 2.2 Principy měření průtoku plynu a měřicí přístroje Podle principu funkce můžeme měřicí přístroje pro měření průtoku tekutin rozdělit následovně: 1. Rychlostní sondy Prandtlova trubice Pitotova trubice 2. Průřezová měřidla clona dýza Venturiho trubice 3. Plovákové průtokoměry 4. Kolenové průtokoměry 5. Objemové průtokoměry 6. Ultrazvukové průtokoměry 7. Indukční průtokoměry 4

3 Měření rychlostními měřidly Jedná se o poměrně náročný způsob měření objemového průtoku v potrubí či kanále. Provádí se hlavně při měření průtoku plynu v potrubí nebo kanále velkého průřezu, tj. s velkým objemovým průtokem. Například při měření množství přívodu spalovacího vzduchu nebo množství spalin v odtahovém kanále spalin parních a vodních kotlů. Princip spočívá v tom, že průřez potrubí, resp. kanálu se rozdělí na jednotlivé body, ve kterých se pomocí rychlostní sondy měří místní rychlost proudění plynu. Nákres potrubí včetně měřicích míst je uveden na obrázku 1. Obrázek 1: Potrubí a měřicí místa Průřez potrubí nebo kanálu rozdělíme na jednotlivé body. V jednotlivých bodech se změří rychlost proudění plynu a stanoví se rychlostní profil v daném průřezu. Podle výše uvedeného obrázku se jedná o rychlosti 1, 2, 3 v průřezech A, B, C. Potom se výpočtem stanoví střední rychlost w stř proudění v celém potrubí či kanálu. Objemový průtok plynu vypočteme ze vztahu: V = S w stř (m 3 /s) 3.1 Prandtlova trubice je tenká trubka se dvěma plášti. Čelo trubice je ve tvaru rotačního paraboloidu. V čele trubice je otvor spojený vnitřní trubkou s měřicím přístrojem. V čele paraboloidu je rychlost proudění nulová a energie proudu je úměrná tzv. celkovému tlaku p c. Ve vnější trubce je další otvor, který je napojen na druhý přívod měřicího přístroje. 5

Obrázek 2: Prandtlova trubice V místě otvoru je určitá rychlost proudění, kterou měříme. Na druhém přívodu měřicího přístroje je přiveden tzv. statický tlak p st. Z Bernoulliho rovnice v daném místě měření vyplývá, že součet energie tlakové a kinetické je celková energie v místě měření. Celkovou energii vyjádříme podle rovnice: p st ρ + w2 2 = p c ρ Z této rovnice pak vychází rychlost v místě měření: (J/kg) w = 2 (p c p st ) ρ = 2 p d ρ (m/s) Hustota plynu se pro příslušný tlak a teplotu určí v místě měření a rozdíl celkového a statického tlaku p d měříme diferenciálním manometrem. 6

Obrázek 3: Prandtlova trubice s mikromanometrem Na obrázku 3 je nakresleno schéma měření pomocí klasického lihového mikromanometru se sklopenou kapilárou, která se dá nastavovat do několika různých sklonů. Tím se mění rozsah měření diference tlaků. Z délky lihového sloupce l se určí výška sloupce h, z toho dynamický tlak p d : Legenda: lih.. hustota lihu (kg/m 3 ) h.. p d = ρ lih g h výška sloupce lihu (m) g.. gravitační konstanta 9,81 m/s 2 (Pa) V případě měření průtoku v kruhovém průřezu se měří ve dvou směrech na sebe kolmých. V obou měřených rovinách se vyhodnotí rychlosti v jednotlivých místech měření a stanoví se střední rychlosti v obou rovinách. Měření musí probíhat při ustáleném proudění a průtok se v průběhu měření v jednotlivých bodech nesmí časově měnit. Je-li rychlostní profil v potrubí kruhového průřezu pravidelný a dokonale vyvinutý (laminární nebo turbulentní), stačí pro orientační měření průtoku, měření rychlosti v jednom bodě, např. v ose potrubí, kde rychlost w max je největší. Potom lze stanovit: w stř = 0,5 w max.. pro lineární proudění, kdy Re 2300 w stř = 0,85 w max.. pro turbulentní proudění, kdy Re 2300 7

Průtočné objemové množství plynu je s použitím středních rychlostí v průřezu potrubí: V = S w stř (m 3 /s) Měření průtoku lze také měřit jednodušší sondou tzv. Pitotovou trubicí. 3.2 Pitotova trubice je obdobná Prandtlově trubici s tím rozdílem, že je jednoplášťová. Celkový tlak p c je měřen v otvoru na čele sondy, statický tlak p st je měřen na plášti potrubí, kde je nulová rychlost proudění plynu. Potom pouze v tomto místě, podle Bernoulliho rovnice, lze napsat: p c = p st Obrázek 4: Pitotova trubice 8

4 Měření průřezovými měřidly Průřezová měřidla, někdy se také používá výraz škrtící měřidla, jsou založena na principu měření tlakové diference při průtoku plynu měřidlem. Používají se pro měření průtoku plynu kruhovým potrubím. V kolmé desce vložené do potrubí je kruhový otvor. Zúženým průřezem uvnitř měřicího přístroje protéká plyn s vyšší rychlostí. Na základě rovnice kontinuity platí: π d 2 2 w d ρ d = π D2 2 w D ρ D Zvýšením rychlosti dochází ke snížení tlaku plynu za clonou a tak je možno měřit průtok zúženým průřezem a celým potrubím na základě rozdílu tlaků před a za škrtícím elementem přístroje. Průřezová měřidla jsou: clona, normovaná dýza, Venturiho trubice. 4.1 Clona Do potrubí je vložena deska s otvorem o průměru d D. Clona je uložena mezi přírubami s komůrkami, ze kterých se odebírá statický tlak před clonou a za clonou. Na diferenciálním manometru se odečítá rozdíl tlaků p. Obrázek 5: Clona Clona by měla být navržena tak, aby součinitel průtoku nebyl závislý na Re (tedy za mezí konstantnosti viz diagram Obrázek 6). Clona má dosti značnou tlakovou ztrátu (víření za deskou clony v mrtvém prostoru) a proto není vhodná pro měření průtoku v nízkotlakých rozvodech plynu. Používá se hlavně pro čisté plyny, aby nedocházelo k zanášení komůrek. Clona je poměrně levná. 9

Základní výpočet pro průtočné množství plynu se určí ze vztahu: V = α ε S d 2 p ρ (m 3 /s) nebo výpočet hmotnostního průtoku: Legenda: m = V ρ = α ε S d 2 p ρ (kg/s).. průtokový součinitel, vyjadřující vliv seškrcení průřezu (-).. expanzní součinitel, vyjadřující u plynu změnu hustoty plynu před a za clonou vlivem expanze plynu, tj. tlak před clonou je vyšší než za clonou (-) S d.. průřez otvoru clony (m 2 ) p.. rozdíl tlaků před a za clonou (odběr tlaků z odběrových komůrek) (Pa).. je hustota plynu před clonou (kg/m 3 ) Obrázek 6: Závislost součinitele na Reynoldsově čísle Re Průtokový součinitel je závislý na Reynoldsově čísle Re a na poměru průměrů m=(d/d) 2. 10

4.2 Dýza Princip dýzy je obdobný jako u clony. Má menší tlakovou ztrátu. Za dýzou je menší mrtvý prostor s vířením plynu. Je méně citlivá na znečištění plynu. Umožňuje také vyšší průtoky plynu než u clony a měření v nízkotlakých rozvodech plynů a par. Obrázek 7: Dýza Výpočet průtoku plynu je obdobný jako u clony. Stanovení průtokového součinitele je však závislý hlavně na poměrném zúžení průřezu m = (d/d) 2. Obrázek 8: Závislost součinitele na Reynoldsově čísle Re 11

4.3 Venturiho trubice Venturiho trubice obsahuje tyto části: rovný úsek potrubí s odběrem statického tlaku před trubicí s průměrem D, úsek potrubí se zmenšením průřezu o průměru d, difuzor, ve kterém se tlak snížením rychlosti podle Bernoulliho rovnice opět zvyšuje. Rozšíření difuzoru má být maximálně pod vrcholovým úhlem cca 7 až 15. Obrázek 9: Venturiho turbice Výhodou Venturiho trubice je nižší tlaková ztráta a velká přesnost měření. Nevýhodou je vysoká cena. Průřezová měřidla jsou normalizována podle příslušných ČSN norem. Důležité pro přesnost měření škrtícími měřidly je dostatečná délka rovného přímého potrubí, aby došlo před i za clonou k vyrovnání rychlostního profilu. Délka rovného potrubí má být 5 až 10 D. 12

5 Měření plovákovými průtokoměry Plovákový průtokoměr je založen na principu plováčku, vloženého v mírně kuželovitě rozšířené skleněné nebo kovové svislé trubici. Na plováček při průtoku plynu působí dynamický účinek proudu plynu, který proudí zdola nahoru ve trubici rotametru. Obrázek 10: Plovákový průtokoměr Na plováček působí tyto síly: síla z rozdílu tlaků na plováček ze spodu a nahoře, dynamický účinek proudu plynu, třecí síla proudu plynu kolem plováčku, vztlaková síla. Pokud jsou tyto síly v rovnováze, ustálí se plováček v určité výšce. Hodnota průtoku při daném druhu plynu se může odečítat buď přímo na stupnici, umístěné na povrchu plovákové trubice, nebo se poloha plováčku snímá elektricky a průtok se stanovuje prostřednictvím převodníku na elektrický měřicí přístroj. 13

6 Měření průtoku pomocí změny směru proudění Kolenový průtokoměr využívá dynamických účinků proudící tekutiny. V koleně potrubí vzniká vlivem odstředivé síly tlakový rozdíl na vnější a vnitřní straně ohybu kolena (uvnitř potrubí). Rozdíl tlaků p (Pa) se může měřit lihovým mikromanometrem anebo jinými diferenčními manometry. Obrázek 11: Kolenový průtokoměr Průtočné množství se určí z tlakového rozdílu obdobně jako u průřezových měřidel z rovnice: V = k π D 2 4 2 p ρ (m 3 /s) Legenda: D.. k.. světlý průměr potrubí (m) průtokový součinitel (-), určí se z rovnice: k = 1,057 r R 0,103 r.. R.. poloměr zakřivení kolena potrubí (m) vnitřní poloměr potrubí (m) 14

7 Objemové průtokoměry Princip těchto průtokoměrů spočívá v tom, že tekutina protéká rotujícím kolem a otáčky jsou úměrné objemovému množství prošlé tekutiny potrubím. Ten se buď přímým převodem přenáší na počítadlo otáček (vodoměry a plynoměry) nebo elektricky v závislosti na čase na měřič objemového průtoku. V prvním případě je na počítadle měřiče udán celkový prošlý objem plynu za určitou dobu měření m 3 a průtok potrubím se stanoví nepřímo současným měřením času a výpočtem průtoku v m 3 /s. Méně časté jsou měřiče, u kterých se čas měří elektricky a údaj měřiče je přepočten přímo na průtok v m 3 /s. Tyto měřiče jsou potom pochopitelně finančně náročnější. Vzhledem k tomu, že tyto průtokoměry obsahují velké množství pohyblivých částí, nejsou vhodné pro měření průtoku znečištěných kapalin a kapalin obsahujících pevné částice. Obrázek 12: Lopatkový průtokoměr Obrázek 13: Průtokoměr s axiálním vtokem Na obdobném principu pracují tzv. turbínové průtokoměry, které se liší od průtokoměru s axiálním vtokem tím, že místo axiálního rotoru je v něm vložen rotor ve tvaru radiální turbínky. 15

8 Průtokoměry plynu založené na jiných principech Většinou se jedná o moderní měřicí přístroje, založené na fyzikálních a chemických vlastnostech tekutin. Jedná se především o následující průtokoměry: indukční, ultrazvukové. 8.1 Indukční průtokoměr Tento typ průtokoměru je aplikaci tzv. Faradayova zákona, podle kterého ve vodiči pohybujícího se v magnetickém poli, se indukuje elektrické napětí. U tohoto měřiče je vodičem samotná tekutina. Měrná elektrická vodivost musí být větší než 10 Scm -1. Potrubí je vedeno mezi dvěma elektromagnety a v tekutině se indukuje elektrický proud, který je úměrný rychlosti průtoku tekutiny. Uvnitř potrubí jsou umístěny dvě měřicí elektrody, mezi nimiž protéká proud, jehož velikost lze měřit ampérmetrem a přepočítat na objemový průtok. Tyto průtokoměry se většinou používají např. pro měření spotřeby tepla v horkovodních a teplovodních systémech zásobování teplem (SCZT). Existují také varianty, které je možno použít pro jednorázová měření průtoku tekutiny prostým přiložením přístroje na potrubí. Obrázek 14: Indukční průtokoměr 8.2 Ultrazvukový průtokoměr Tyto průtokoměry pracují na principu změny rychlosti zvuku v tekutině v závislosti na rychlosti pohybu tekutiny. Na potrubí jsou umístěny vysílač ultrazvuku a šikmo k němu přijímač ultrazvuku. S rychlostí proudící tekutiny se mění doba, která uplyne od signálu, vyslaného vysílačem ultrazvuku a přijatého přijímačem signálu. Tato doba se měří a přepočítává na střední rychlost proudu w stř plynu nebo kapaliny. 16

Obrázek 15: Ultrazvukový průtokoměr Ultrazvukové průtokoměry jsou bezkontaktní, proto nezpůsobují tlakovou ztrátu, a také neobsahují pohyblivé části, které by se opotřebovávaly. 17

9 Porovnání jednotlivých průtokoměrů 18

10 Měření emisí škodlivin ve spalinách Měření emisí škodlivin je důležitým předpokladem pro legalizaci a ekonomiku provozu zařízení se spalováním paliva. Měření slouží jednak jako podklad pro rozhodnutí o schopnosti provozu zařízení, jednak v průběhu provozu ke stanovení poplatků za množství produkovaných emisí a za překročení emisních limitů. Obrázek 16: Zařízení pro měření emisí kogeneračních jednotek se spalovacími motory 19

10.1 Typová, garanční a provozní měření emisí energetických zařízení Existují tato měření emisí: 1) garanční zkoušky energetických zařízení po jejich instalování na místě, 2) provozní měření, která se v pravidelných intervalech nebo kontinuálně provádí na mobilních nebo stacionárních zařízeních, 3) typová měření, která se provádí například na novém typu automobilového motoru. 10.2 Zařízení pro měření emisí kogeneračních jednotek se spalovacími motory Do výfukového potrubí motoru je zařazena odběrová sonda (viz schéma výše), kterou se pomocí membránového čerpadla odsává vzorek spalin z výfuku motoru. Průtokem vzorku spalin keramickým filtrem dochází k odstranění případných mechanických částic ze spalin, aby nedocházelo k zanesení měřicích přístrojů. Vzorek spalin je nutno ochladit. Mohlo by dojít ke znehodnocení měřicích přístrojů. Za chladičem spalin je instalován odlučovač kyselin a membránové čerpadlo. Třícestným příp. čtyřcestným ventilem je možno přepínat průtok vzorku spalin na volný průchod do atmosféry nebo na měřicí přístroje, které měří jednotlivé složky spalin. Jedná se o měření: koncentrace kyslíku O 2 ve spalinách, ze kterého je možno stanovit přebytek spalovacího vzduchu, koncentrace škodlivin CO 2, SO 2 a NO x. Současně se měří pomocí plovákových průtokoměrů průtočné množství vzorku spalin do jednotlivých měřičů emisí za účelem vyhodnocení koncentrace měřených složek ve spalinách. Naměřené hodnoty průtokoměrů a měřičů emisí se elektricky přenáší do měřicí ústředny, ve které dochází k uložení naměřených hodnot a jejich vyhodnocení. Průběh naměřených veličin se při měření sleduje na monitoru PC. 20

Obrázek 17: Grafické znázornění emisí škodlivin Současně je nutno měřit teplotu a tlak spalin ve výfukovém potrubí, tlak a teplotu před měřicími přístroji. Měření se provádí zpravidla při různém zatížení motoru, nebo při různém přebytku spalovacího vzduchu. Vyhodnocuje se graficky. Z uvedeného měření je možno stanovit optimální provoz zařízení z hlediska škodlivých emisí. Obdobným způsobem se provádí měření emisí škodlivin na jiných energetických zařízeních (parní resp. teplovodní kotle, spalovací turbíny a jiné druhy spalovacích zařízení jako jsou průmyslové pece apod.). 21

11 Otázky ke kapitolám 1. Jakými způsoby se uskutečňuje proudění plynů? 2. Vyjmenujte druhy měřidel pro měření průtoku plynu podle principu jejich funkce. 3. Definujte důležité veličiny pro měření průtoku plynů potrubím. 4. Jaká je hodnota gravitační konstanty? 5. Vysvětlete princip měření pomocí Prandtlovy trubice. 6. Jaké veličiny se měří pro vyhodnocení průtoku Pitotovy trubice? 7. Definujte tzv. normální podmínky. 8. Jak se liší Pitotova trubice od Prandtlovy trubice? 9. Vyjmenujte druhy průřezových průtokoměrů. 10. Popište princip funkce průřezových měřidel. 11. Napište rovnici pro výpočet objemového a hmotnostního průtoku plynu v potrubí. 12. Jaký je rozdíl mezi objemovými a rychlostními měřidly? 13. Na čem je závislý průtokový součinitel u clony a na čem je závislý u dýzy? 14. Z jakých částí se skládá Venturiho turbice? 15. Definujte výhody použití Venturiho trubice. 16. Jaké síly působí na plováček plovákového průtokoměru? 17. Uveďte hlavní části indukčního průtokoměru. 18. Na jakém principu pracuje ultrazvukový průtokoměr? 19. Uveďte důvody měření emisí ve spalinách. 20. Jaké druhy měření emisí se provádí na energetických zařízení? 22

12 Doporučená literatura 1. Vondráček, Středa, Mamula, Hlinka: MECHANIKA IV, Mechanika tekutin a termomechanika. Praha: SNTL Nakladatelství technické literatury, 1977. Typové číslo L 13-C2-V-31f/25 489. 2. Šulc a kol. Technická a strojnická měření pro SPŠ strojnické. Praha: SNTL Nakladatelství technické literatury, 1982. Typové číslo L 13-C2-II-31/25831. 3. Maurer, Pelikán, Šejnoha, Štechovský: LABORATORNÍ CVIČENÍ z technických zařízení budov pro 3. a 4. ročník středních průmyslových škol stavebních. Praha: 1983. Typové číslo L 17-C2-IV-318/75188. 4. Hofírek: MECHANIKA TERMOMECHANIKA. Havlíčkův Brod: 1998. ISBN: 80-7200- 256-2 23

13 Použitá literatura a zdroje 1. Vondráček, Středa, Mamula, Hlinka: MECHANIKA IV, Mechanika tekutin a termomechanika. Praha: SNTL Nakladatelství technické literatury, 1977. Typové číslo L 13-C2-V-31f/25 489. 2. Šulc a kol. Technická a strojnická měření pro SPŠ strojnické. Praha: SNTL Nakladatelství technické literatury, 1982. Typové číslo L 13-C2-II-31/25831. 3. Maurer, Pelikán, Šejnoha, Štechovský: LABORATORNÍ CVIČENÍ z technických zařízení budov pro 3. a 4. ročník středních průmyslových škol stavebních. Praha: 1983. Typové číslo L 17-C2-IV-318/75188. 4. Hofírek: MECHANIKA TERMOMECHANIKA. Havlíčkův Brod: 1998. ISBN: 80-7200-256-2. 5. Kysela, Tomčala: SPALOVACÍ MOTORY II. VŠB TU Ostrava, 2004. ISBN: 80-248- 0628-2. 24