【摘 要】
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随着自然灾害案例出现的愈加频繁,大气污染物联防联控引起了广泛的关注。我国温室气体主要通过烟气管道排入大气,约占总排放量的50%,因此,准确测量烟气管道流量显得尤为重要。速度面积法是烟道流量测量的主要方法,但其校准技术还有待于深入研究。本文针对基于速度面积法流量测量技术中三维型皮托管和面积测量校准技术进行研究,论文主要研究内容和结果如下:（1）基于皮托管的现场烟气流量测量技术分析。对于大口径、大流量
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随着自然灾害案例出现的愈加频繁,大气污染物联防联控引起了广泛的关注。我国温室气体主要通过烟气管道排入大气,约占总排放量的50%,因此,准确测量烟气管道流量显得尤为重要。速度面积法是烟道流量测量的主要方法,但其校准技术还有待于深入研究。本文针对基于速度面积法流量测量技术中三维型皮托管和面积测量校准技术进行研究,论文主要研究内容和结果如下:（1）基于皮托管的现场烟气流量测量技术分析。对于大口径、大流量的烟气流量计量,常使用速度面积法并选用皮托管为烟气流速计。为了获得烟气轴线流速,不仅需要测量流速的大小还要获取流速方向,因此一般选用能识别偏航角和俯仰角的三维皮托管为烟气流速计。本文参考了美国环境总局颁布的EPA方法,分析了S型皮托管和三维皮托管测量原理,对基于皮托管测量烟气流量的速度面积法进行了介绍。（2）三维皮托管校准系统设计及校准方法研究。三维皮托管校准包括速度校准和角度校准两方面。为了进行三维皮托管角度校准,需要设计专门的校准装置,以便对皮托管偏航角和俯仰角进行精确调整和控制,为此设计了专门的三维皮托管姿态调整机构,保证角度控制准确度小于0.1°。基于该平台,校准了球形三维皮托管和棱形三维皮托管,并对同一根皮托管进行不同实验室间的比对,比对结果显示,不同实验室间偏航角拟合结果的最大偏差为2.7°,俯仰角拟合结果的最大偏差为3°。（3）烟道结构参数扫描装置设计及其校准。设计了一套简易的测量烟道结构参数扫描装置,该装置主要由激光测距仪、旋转机构和角度测量模块组成,可测量烟道壁面各点三维坐标,从而准确获取烟道内部几何尺寸。论文讨论了测量数据的不同拟合模型,对最小二乘法和随机抽样算法的拟合特性进行对比,最终选用了误差数据剔除效果更好的最小二乘法,此方法下测量平均值的最大偏差为0.02%。（4）速度面积法烟道流量测量不确定度评定。采用速度面积法对烟道流量测量不确定度合成时,需要考虑轴线流速、横截面积、温湿度、压力、密度的影响。其中三维皮托管轴向流速测量不确度为2.18%,烟道结构参数扫描装置的不确定度为0.17%,合成流量测量不确度为4.84%。
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