en Glossar

Isokinetik

Geschwindigkeitsgleichheit bei der Probenahme eines Gases zur Staubmessung.

Um eine von der Partikelgrösse unabhängige, repräsentative Probenahme sicherzustellen, ist es notwendig, den Teilstrom isokinetisch, also mit gleicher Geschwindigkeit wie der Hauptstrom, zu entnehmen. Die folgende Abbildung zeigt den Verlauf der Stromlinien in der Nähe einer dünnwandigen Absaugsonde:

Probenahme eines staubhaltigen Gases

Im isokinetischen Fall (w=v) werden alle Partikel, die im Bereich des Öffnungsquerschnitts anströmen, auch gesammelt. Im Falle einer zu langsamen Absaugung (w>v), können träge Partikel in die Sonde gelangen, obwohl die Stromlinie, auf der sie sich befanden, an der Sonde vorbeigeht. Dadurch werden zu viele grosse (träge) Partikel gesammelt. Ist die Absaugung zu schnell (w<v), so können träge Partikel auch hier den Stromlinien nicht mehr folgen und fliegen dadurch an der Sonde vorbei. Dies führt dazu, dass zuwenig grosse Partikel gesammelt werden. Der Fehler, der bei unterisokinetischer Entnahme (Mitte) entsteht, ist um ein Vielfaches grösser als im umgekehrten Fall.

Die folgende Abbildung zeigt den relativen Staubgehalt e in Abhängigkeit vom Geschwindigkeitsverhältnis Teilstrom/Hauptstrom (WA/W0) und der Kenngrösse B, welche die Teilchensinkgeschwindigkeit und den Sondendurchmesser enthält.

Fehler bei verschiedenen Geschwindigkeits-verhältnissen

Wie man sieht, ist der Fehler bei gleichen Geschwindigkeiten (Isokinetik) gleich Null und steigt bei kleineren Absauggeschwindigkeiten steil an. Im Bereich der höheren Teilstromgeschwindigkeiten hingegen ist der Fehler kleiner und vor allem ab WA/W0 = 1.5 praktisch konstant.

Diese Tatsache wird in den Sigrist-Staubmessanlagen ausgenützt, um die aufwendige isokinetische Probenahme zu vermeiden. Die Entnahme erfolgt dort immer bei Geschwindigkeiten, welche mindestens das 1.5-fache derjenigen des Hauptstroms betragen. Der absolute Fehler geht dabei in die Kalibrierung des Geräts ein, welche mit dem Messgas vor Ort stattfindet. Rauchgasmessung

Die Teilchensinkgeschwindigkeit (B) beinhaltet auch die Korngrösse der Staubpartikel. Je einheitlicher die Korngrössenverteilung ist, desto kleiner wird der entstehende Fehler. Die in der Rauchgasaufbereitung eingesetzten Verfahren (Elektrofilter, Gaswäscher usw.) engen das Korngrössenspektrum ein, was der Reproduzierbarkeit sowohl der Kalibrierung (Feststoffkonzentration vs. Streulicht) als auch der Entnahme zugute kommt.

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