Méthode de référence pour la mesure des rejets de plomb dans les émissions de particules de sources fixes : chapitre 5


Section 3 : Calculs

Pour simplifier l'enregistrement des données durant un essai, on peut consigner les valeurs obtenues dans les unités de mesure qui sont propres à l'équipement d'échantillonnage. Au besoin, ces valeurs doivent être converties aux unités métriques qu'exigent les équations où elles sont utilisées.

3.1 Équations (cf. 3.2 pour la nomenclature)

3.1.1 Volume de l'échantillon de gaz de cheminée

Ramener le volume de l'échantillon tel que mesuré par le compteur de gaz de type sec, aux conditions de référence de température et de pression (25°C et 101,3 kPa) à l'aide de l'équation suivante:

équation du volume de l'échantillon de gaz de cheminée aux conditions de référence de température et de pression

Note: Si l'on utilise un compteur à compensation de température, remplacer la température moyenne dans l'appareil (Tc) par la constante fournie par le fabricant.

3.1.2 Volume de la vapeur d'eau

Calculer le volume de la vapeur d'eau dans l'échantillon de gaz de cheminée, aux conditions de référence, à l'aide de l'équation suivante :

équation du volume de la vapeur d'eau dans l'échantillon de gaz de cheminée, aux conditions de référence

3.1.3 Teneur en humidité des gaz de cheminée

Calculer la fraction volumique de la vapeur d'eau dans les gaz de cheminée, aux conditions de référence, à l'aide de l'équation suivante :

équation de la fraction volumique de la vapeur d'eau dans les gaz de cheminée

Pour les gaz de cheminée saturés, déterminer cette valeur au moyen d'une table psychrométrique.

3.1.4 Pression absolue des gaz de cheminée

Calculer la pression absolue des gaz de cheminée à l'aide de l'équation suivante :

équation de la pression absolue des gaz de cheminée

3.1.5 Masse molaire des gaz de cheminée

Calculer la masse molaire des gaz de cheminée à l'état humide, à l'aide de l'équation suivante :

équation de la masse molaire des gaz de cheminée à l'état humide

Note: Calculer la masse molaire des gaz à l'état sec (Ms) selon le mode opératoire de la méthode C de la méthode de référence SPE 1/RM/8.

3.1.6 Vitesse des gaz de cheminée

Calculer la vitesse des gaz de cheminée, mesurée à chaque point de prélèvement, à l'aide de l'équation suivante :

équation de la vitesse des gaz de cheminée, mesurée à chaque point de prélèvement

3.1.7 Débit-volume des gaz de cheminée

Calculer le débit-volume moyen des gaz de cheminée, à l'état sec et aux conditions de référence, à l'aide de l'équation suivante :

équation du débit-volume moyen des gaz de cheminée, à l'état sec et aux conditions de référence

3.1.8 Masse de l'échantillon de particules

De la façon prévue dans la fiche de données Analyse des particules (figure 4), déterminer la masse de l'échantillon de particules (mp) en faisant la somme des masses de particules trouvées dans les récipients nos 1 et 2, et en soustrayant la masse de celles présentes dans le blanc d'acétone.

3.1.9 Masse de plomb dans l'échantillon

À l'aide de la fiche de données Dosage du plomb (figure 5), déterminer la masse totale de plomb recueillie (mPb).

3.1.10 Concentration de particules

Calculer la concentration de particules dans les gaz de cheminée à l'aide de l'équation suivante :

équation de la concentration de particules dans les gaz de cheminée

3.1.11 Concentration de plomb

Calculer la concentration de plomb dans les gaz de cheminée à l'aide de l'équation suivante :

équation de la concentration de plomb dans les gaz de cheminée

3.1.12 Débit-masse des émissions de particules

Calculer le débit-masse des émissions de particules à l'aide de l'équation suivante :

équation débit-masse des émissions de particules

3.1.13 Débit-masse des émissions de plomb

Calculer le débit-masse des émissions de plomb à l'aide de l'équation suivante :

équation du débit-masse des émissions de plomb

3.1.14 Pourcentage de plomb dans les particules

Calculer le pourcentage de plomb présent dans les particules à l'aide de l'équation suivante :

équation du pourcentage de plomb présent dans les particules

3.1.15 Isocinétisme

Calculer l'isocinétisme à chaque point de prélèvement, à l'aide de l'équation suivante :

équation de l'isocinétisme à chaque point de prélèvement

Un essai est jugé valable du point de vue de l'isocinétisme lorsque :

  1. au moins 90 % des valeurs d'isocinétisme ( I ) calculées pour tous les points de prélèvement se situent dans la plage de 90 à 110 % (autrement dit, 90% ≤ I ≤ 110%);
  2. la moyenne arithmétique des valeurs d'isocinétisme ( I ) se situe dans la plage de 90 à 110% (90% ≤ I ≤ 110%).

3.2 Nomenclature

A
Superficie de la section intérieure de la cheminée ou du conduit, en m 2

Ct
Coefficient du tube de Pitot de type S, sans dimension

d
Diamètre intérieur de la buse d'échantillonnage, en mm

Δh
Chute de pression au débitmètre à diaphragme à chaque point de prélèvement, en kPa

Δh
Moyenne des chutes de pression au débitmètre à diaphragme, en kPa

I
Isocinétisme, c'est-à-dire rapport entre la vitesse des gaz prélevés dans la buse et celle du courant gazeux non perturbé à chaque point de prélèvement, en %

I
Moyenne arithmétique de toutes les valeurs d'isocinétisme calculées pendant l'essai, en %

Mg
Masse molaire des gaz de cheminée à l'état humide, en kg/kmol

MH2O
Masse molaire de l'eau : 18 kg/kmol

Ms
Masse molaire des gaz de cheminée à l'état sec, en kg/kmol

mH2O
Masse de la vapeur d'eau condensée dans les impacteurs, en g

mp
Masse totale des particules recueillies pendant l'essai, en mg

mPb
Masse totale du plomb recueilli pendant l'essai, en mg

Pa
Pression absolue des gaz de cheminée, en kPa

pbar
Pression barométrique au lieu d'échantillonnage, en kPa

ps
Pression statique des gaz de cheminée, en kPa

p0
Pression de référence :101,3 kPa

Δp
Pression dynamique mesurée dans le tube de Pitot à chaque point de prélèvement, en kPa

qmp
Débit-masse des émissions de particules, en kg/h

qmPb
Débit-masse des émissions de plomb, en kg/h

qv
Débit-volume des gaz de cheminée à l'état sec, aux conditions de référence de température et de pression; en m 3/h

R
Constante universelle des gaz 8,31(kPa) (m 3) (kmol -1) (K -1)

Tc
Moyenne arithmétique des températures dans le compteur de gaz de type sec, en K

Te
Température des gaz à l'entrée du compteur de type sec, à chaque point de prélèvement, en K

Tg
Température des gaz de cheminée à chaque point de prélèvement, en K

Tg
Moyenne arithmétique des températures des gaz de cheminée, en K

Ts
Température des gaz à la sortie du compteur de type sec à chaque point de prélèvement, en K

T0
Température de référence: 298 K

t
Durée de l'échantillonnage à chaque point de prélèvement, en min

U
Vitesse des gaz de cheminée à chaque point de prélèvement, en m/s

U
Moyenne arithmétique des vitesses des gaz de cheminée, en m/s

Vc
Volume de l'échantillon de gaz de cheminée aux conditions du compteur de type sec, en m 3

Vcx
Volume de l'échantillon de gaz de cheminée aux conditions du compteur de type sec, à chaque point de prélèvement, en m 3

Vc0
Volume de l'échantillon de gaz de cheminée aux conditions de référence de température et de pression, en m 3

VH2O
Volume de la vapeur d'eau dans l'échantillon de gaz de cheminée aux conditions de référence de température et de pression, en m 3

γ
Facteur d'étalonnage du compteur de gaz de type sec (rapport entre le volume mesuré à l'état humide et le volume mesuré à l'état sec), sans dimension

ρp
Concentration de particules dans les gaz de cheminée à l'état sec, aux conditions de référence de température et de pression, en mg/m 3

ρPb
Concentration de plomb dans les gaz de cheminée à l'état sec, aux conditions de référence de température et de presssion, en mg/m 3

φH2O
Fraction volumique de la vapeur d'eau dans les gaz de cheminée, sans dimension

% Pb
Pourcentage de plomb dans les particules

10-6
Facteur de conversion (kg → mg)

6 ×10-5
Facteur de conversion (m 2/min → mm 2/s)

10-3
Facteur de conversion (kg → g)

128,95
Constante dimensionnelle (m/s) [(kg/kmol)/ K]

3600
Facteur de conversion (s → h)

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