仿真烟囱:精确地测量二氧化碳排放量

2015-1-13 15:01| 发布者: chenl| 查看: 1604| 评论: 0|来自: 研发埠

摘要: 如上图所示,测量燃煤发电厂烟囱中的二氧化碳的流量不是一件很容易的事情。这也就是为什么美国国家标准与技术研究院的工程师们正在建造一座简易的烟囱仿真模型的原因,该模型建立后可以帮助人们选择最好的和最经济的...
仿真烟囱模型

如上图所示,测量燃煤发电厂烟囱中的二氧化碳的流量不是一件很容易的事情。这也就是为什么美国国家标准与技术研究院的工程师们正在建造一座简易的烟囱仿真模型的原因,该模型建立后可以帮助人们选择最好的和最经济的测量烟囱流量的方法。

美国燃煤发电厂的操作工只能从烟囱出口得到二氧化碳流量的数据,且这个数据的精确度在10%到20%。这意味着在美国,没有人能够知道有多少的二氧化碳被排放到大气中去。为了解决该问题,美国国家标准与技术研究院的工程师们正在建造一座水平长度为164英尺的烟囱仿真模型。

该模型将会在今年年底竣工,届时研究人员将会采用最精确的方法来检测位于燃煤发电厂和其他工业基地烟囱的排放气量和排放的形式。该项目致力于找到一种较为经济的检测二氧化碳排放量的方法,而且检测的精度要小于1%。这在今年六月显得尤为重要,因为美国环境保护署开始起草计划到2030年减少发电厂30%的二氧化碳排放量。

目前,大约有三分之二的发电厂采用超声波系统测量二氧化碳的排放量。该系统由两组分布在烟囱的不同高度的传感器/接收器构成。如果声音信号沿着气流方向传播,那么它在一组传感器/接收器中就会加速运动 。反之,如果沿着气流的反方向传播,那么声音信号就会减速运动。在相同路径下,两者运输时间的差值就可以用来计算在烟囱中的流动速度。体积流率是流速与烟囱横截面的乘积,而体积流率可以计算二氧化碳的排放流率。

但是烟囱中的流动是湍流和非均相流动,部分原因是由于气体从洗涤器到烟囱需要经过一个90°的弯管而导致的。一旦在烟囱中有一段弯管,那么流动的路径就不是一条直线了。所以漩涡就会对气速的测量产生误差。

仿真烟囱

如上图所示,测量燃煤发电厂烟囱中的二氧化碳的流量不是一件很容易的事情。这也就是为什么美国国家标准与技术研究院的工程师们正在建造一座简易的烟囱仿真模型的原因,该模型建立后可以帮助人们选择最好的和最经济的测量烟囱流量的方法。

美国燃煤发电厂的操作工只能从烟囱出口得到二氧化碳流量的数据,且这个数据的精确度在10%到20%。这意味着在美国,没有人能够知道有多少的二氧化碳被排放到大气中去。为了解决该问题,美国国家标准与技术研究院的工程师们正在建造一座水平长度为164英尺的烟囱仿真模型。

该模型将会在今年年底竣工,届时研究人员将会采用最精确的方法来检测位于燃煤发电厂和其他工业基地烟囱的排放气量和排放的形式。该项目致力于找到一种较为经济的检测二氧化碳排放量的方法,而且检测的精度要小于1%。这在今年六月显得尤为重要,因为美国环境保护署开始起草计划到2030年减少发电厂30%的二氧化碳排放量。

目前,大约有三分之二的发电厂采用超声波系统测量二氧化碳的排放量。该系统由两组分布在烟囱的不同高度的传感器/接收器构成。如果声音信号沿着气流方向传播,那么它在一组传感器/接收器中就会加速运动 。反之,如果沿着气流的反方向传播,那么声音信号就会减速运动。在相同路径下,两者运输时间的差值就可以用来计算在烟囱中的流动速度。体积流率是流速与烟囱横截面的乘积,而体积流率可以计算二氧化碳的排放流率。

但是烟囱中的流动是湍流和非均相流动,部分原因是由于气体从洗涤器到烟囱需要经过一个90°的弯管而导致的。一旦在烟囱中有一段弯管,那么流动的路径就不是一条直线了。所以漩涡就会对气速的测量产生误差。


译自http://machinedesign.com/fea-and-simulation/smokestack-simulator-will-help-uncover-how-accurately-measure-emissions

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