碳平衡法排放计算流程

1、发动机试验状况:实验室大气系数f试验时应在参数0.96fa（1）对于压燃式带进气中冷的涡轮增压式发动机,fafTaps-发动机进气干气压，kPappaea0.93f例，当测得进气湿压力pin=100.6kPa，tin31.4，相对湿度f湿基排气质量流量qmew的确定所有与体积有关的量纲均按标准状况（0，101.325kPa）确定，CO2，O2，H2O，N2组分所用浓度单位为体积百分数,其他用ppm。直接测量法本法需要对排气流量直接进行测量。排气流量可用诸如下列设备直接测量:-压差计，如流量喷嘴（见ISO 5167）；-超声波流量计;涡街流量计。排气流量的测量允许偏差为读数的2。5或发动机最大排

2、气流量的1.5%，以较大值为准。空气和燃料测量法本法需要对空气流量和燃料流量进行测量。排气流量计算公式如下：qqmew-qmawqmf空气消耗量的允许偏差为读数的2%或发动机最大排气流量的1%，以较大值为准.燃料流量的允许偏差为发动机最大燃料消耗量的2。碳平衡：迭代计算法干排气质量流量qmed的计算需要有干排气密度ed和干湿基修正系数kwr值，其本身与qmad值有关，从而就与qmed的计算结果有关。因此，在下述方法中将应用迭代（或多步）计算法。利用ed和kwr的初始值（例如1。34kg/m3和1）计算qmed值,由此计算qmad步骤一：利用ed和kwr的初始值(例如1.34kg/m3和1）计算

3、先根据碳平衡法用下列公式计算干排气质量流量qmedqCCO2CCO2CCOdCHCCCw碳烟浓度,mg/m3,计算时，可以用波许烟度值SN计算得到碳烟浓度,在此计算时忽略了碳烟的浓度，即令步骤二：利用步骤一得到的干排气质量流量qmed计算干进气空气质量流量q步骤三:利用步骤二得到的干进气空气质量流量qmad和测得的燃料质量流量qmf计算k其中，f步骤四：利用步骤三计算得到的ed和kwr值再迭代入步骤一,步骤二进行计算得到qmad，然后再利用迭代后计算得到的qq将步骤一,步骤二,步骤四合并成一个公式，并进行一些简化忽略未燃烧的碳烟和假设冷却器温度固定为4，即1/(1pr/pb)=1。008，可以

4、利用步骤三计算得到的ed和kwr值直接代入下面更容易使用的湿排气质量流量计算公式中计算q碳平衡：一步计算法本法需要对燃料消耗、燃料组分和排气组分浓度进行测量。注：在本方法的推导中，假设的前提是:当pb=1013mBar，pr=7.5mBar（冷却器温度为4），或1/1-qqmew-湿基排气质量流量,kg/h；qmf燃料质量流量，kg/h;与燃料组分有关，已知量BET燃料含C量，质量;与燃料组分有关，已知量ALF-ffdfcHa进气绝对湿度，又称含湿量，即每千克干空气含水量g，单位为g（水）/kg（干干基排气流量计算用燃料特定系数ffdfqmfqvedqvadffdffw-湿基排气流量计算用燃料

5、特定系数，m3，每kg燃料从燃烧空气到湿排气的体积变化。对于燃料组分为Cqved的计算应从燃烧(qmfALFVmH2ArH-氢原子的原子质量,g，A则，q则，f又知，f代入上式得，f与燃料组分有关，已知量ALF燃料含H量，%质量；与燃料组分有关，已知量DELEPSfcfCCO2dCCO2ad-环境中干CO2浓度，；CCOdCHC对于燃烧的理想化学计算,假设干进气空气的组分如下：惰性气体浓度inert惰性气体中的CO2其质量浓度为0.061,体积浓度为0。04氧气浓度OX=23.2% massHa进气绝对湿度（又称含湿量）一般在测量过程中,不会对进气绝对温度进行测量，而往往会测量进气口的温度ti

6、n()，压力pin（kPa),相对湿度RHin此外，Ha 在GBT8190.1 Pag32关于NOx的干湿基修正内容中标为空气滤清器入口处的大气湿度，即表明了Ha推导过程如下：该温度下的饱和蒸气压(又称饱和水汽压）es饱和蒸气压的计算有多种方法：（)饱和蒸气压仅与温度t有关，ees00时的水气压，值为6.1078t水蒸气的温度，。乘以0.1的原因是单位转换的需要，因为0。1后面计算得到的结果单位为hpa（百帕）。水面和冰面饱和水汽压不同,a、b系数取值不同：t15水面：a=17.269，b=35。8640t-15冰水混合:et40冰面：a=21.8746，b=7。66（)根据GB/T 8190

7、。1 A.15的简化公式：e（)采用Antoine公式（适用于0150）lgP=A-B/(t+C)P-物质的蒸气压,毫米汞柱，1mm汞柱=133.3Pa;t温度，；A、B、C系数,查表可得。温度t范围（）ABC601507。966811668.210228.0000-608.107651750.286235.000经整理可得,e该温度下的蒸气压（又称水汽压）e（kPa)e注：如果相对湿度测量值为45%则，上式中的RH应为45，即e该温度下的进气绝对湿度Ha（g/kg）Ha=622注：一般情况下,由于柴油机进气口的温度ta()，压力pa（kPa),相对湿度RHa对于有涡轮增压并有中冷的柴油机的进

8、气绝对湿度，由于经过中冷器冷却后,空气一般都会成为饱和蒸气，所以此时的进气绝对湿度应为饱和绝对湿度，只通过测量稳压箱温度、与稳压箱压力，不必利用相对湿度即可计算。氧平衡法与碳平衡法相同，氧平衡法需要对燃料消耗、燃料组分和排气组分浓度进行测量。与理论排气质量流量相比，氧平衡法的偏差要稍大一些（可达1%，而碳平衡法小于0.2)。因此应优先采用碳平衡法。空气流量和空燃比测量法利用空气流量和空燃比来计算排气质量，瞬时排气质量流量的计算如下:qqmew-qmaw理想空燃比AFAAFst-（H/C）摩尔比;与燃料组分有关，已知量与燃料组分有关，已知量-（S/C）摩尔比；（N/C）摩尔比；-（O/C）摩尔比

9、；注：燃料组分为CH过量空气系数的计算：=过量空气系数;测得CCO2CCOCHC注:传感器应直接安装在排气温度足够高的位置，以防产生凝结水。内装电子元器件的传感器，其准确度应符合下列要求：2读数的3%25读数的5%5读数的10%确定湿基排气质量流量中各组分的湿基质量流量q干/湿基修正如果测得的各排气组分未按湿基测量，当需要将其干基浓度转换成湿基浓度时；如果测得（或计算得)的是干进气空气的进气质量流量，当需要进行干/基修正时；CCgasw-湿基排气中各组分的湿基浓度,下标“gas”是指各种气体组分Cgasd各组分的干基浓度kw干/湿基修正系数kw对于原排气当燃料完全燃烧时本方法需要测得燃料质量流

10、量qmf，干进气空气的质量流量qkqmf-燃料质量流量，kg/h；qmad-干进气空气质量流量，kg/h；ffw湿基排气流量计算用燃料特定系数；计算得ALF燃料含H量，质量;Ha进气绝对湿度,g（水）/kg（空气）。pr冷却槽后的水蒸气分压；prpb因为对于CO、CO2、O2浓度的测量，CO和CO2的测量是利用不分光红外线分析仪测得,如果有水蒸气的存在，水蒸气也会吸收部分红外线，从而会对浓度的测量产生正干扰误差,即测得的CO和CO2浓度比实际浓度大。而对于O2的测量由于是利用顺磁法测得的，如果有水蒸气的存在，同样水蒸气会产生类似于O2的性质，而产生正干扰误差。因而，当对CO、CO2、O2浓度进

11、行测量时,需要将样气中的水蒸气去除，具体方法即将样气进行冷凝（一般冷凝单元的冷凝温度在4，如CAI的SCU单元）,当冷凝温度固定在4时，可求得11故，kf当燃料不完全燃烧时(当采用碳平衡法时常用）这种计算方法尤其适用于浓燃料空气混合气(当存在相当数量未燃烧的组分(CO，H2）时）的情况，而且也适用于不直接测量空气流量的排放测量。应使用下列公式求出（推导见附录A。24-A.41）：kkw2kHa-空气滤清器入口处的大气湿度（Ha 在GBT8190.1 Pag32关于NOx的干湿基修正内容中标为空气滤清器入口处的大气湿度，即表明了Ha基本可以等价为大气的湿度，并不是经增压冷却后进入稳压箱中的空气的

12、湿度。根据SAE J 1088用下列公式由水气平衡原理推算出氢的浓度：CCCO2dCCOdCH2d-干H2浓度,prprp当冷凝温度固定在4时，可求得11对于稀释空气kD稀释系数；Ha、Hd对于进气空气(当需要通过干进气空气转换为湿基进气空气时常用）k其中，kHa注：Ha可用通用公式由相对湿度、露点、蒸气压或干/湿球的测量值求得，具体计算可看上述部分中关于HaNOx的湿度和温度修正（不同于CO、CO2、O2，对于NOx需单独进行干/湿基修正）因NOx排放与大气状况有关，应采用下列公式中给出的系数对NOx浓度进行大气温度和湿度修正,当湿度在0g/kg和25g/kg之间时这些系数才有效。对于增压中冷压燃式发动机，可用下列公式：kHa空气滤清器入口处的大气湿度，g水/kg干空气TaTSCTSCRef-制造商规定的中冷空气基准温度,K湿基排气中各组分湿基质量流量qmgas应根据污染物的原浓度、表7中的u值和按照上面求得的排气质量流量计算每工况的排放质量流量。如果按干基测量浓度，则应先对浓度值进行干湿基修正然后再作进一点计算。如果试验所用燃料不是表中规定的燃料,则在燃用多种燃料运行或有异时必须采用精确公式.基于表列值的计算方法应采用以下公式：qqmgasgasCgas-qmew当用碳平衡法时：q其中，MMrgas（对于NOx跟HC如何计算其摩尔质量？）尚不确定？HC难道