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II. ユニバーサル炭素・酸素バランス法(炭素バランス法)
における排ガス密度の決定法
 乾き湿り補正係数(KWEXH)=Kwrを仮定し、フローチャート1による方法に従って、原則小数点以下3桁が収斂するまで繰り返し計算を行う。ただし、フローチャート2による方法によっても差し支えない。
 
<フローチャート1>
ユニバーサル炭素・酸素バランス法(炭素バランス方式)
における“EXHDENS”(排気ガス密度)の決定方法
 
<フローチャート2>
ユニバーサル炭素・酸素バランス法(炭素バランス方式)
における“EXHDENS”(排気ガス密度)の決定方法
 
(参考)別紙4に基づく《EXHDENS》及び《GEXHW》の算出法
 
(2-29)は、
GEXHW = K1*GFUEL*EXHDENS/f(CO2W,COW,HCW,CW)と表せる。
ここで、K1 = BET*104/AWC,
f(CO2W,COW,HOW,CW) = (104*CO2W/MVCO2+COW/MVCO+ ・・・ )
一方、(2-42)より、
EXHDENS = GEXHW/VEXHWなので、(2-29)は、
1 = K1*GFUEL/f(CO2W,COW,HCW,CW)/VEXBW となり、
VEXHW = K1*GFUEL/f(CO2W,COW,HOW,CW)より、
VEXHWは、一義的に定まる。
(2-30)から(2-39)は、以下のように、VEXHW、GAIRW及びGFUEL変数とする式として表されている。
VCO = k(COW)*VEXHW
VNO = k(NOW)*VEXHW
VNO2 = k(NO2W)*VEXHW
VHC = k(HCW)*VEXHW
VH2O = k1*GAIRW+m1*GFUEL-VHC
VCO2 = k2*GAIRW+m2*GFUEL-VCO-VHC
VO2 = k3*GAIRW+m3*GFUEL+1.5*VHC+0.5*(VCO-VNO)-VNO2+k(CW)*VEXHW
VN2 = k4*GAIRW+m4*GFUEL-0.5*(VNO+VNO2)
VSO2 = m5*GFUEL
これらを(2-40)式、
VEXHW = VH2O+VCO2+VO2+VN2+VSO2+VCO+VNO+VNO2+VHC
に代入すれば、
VEXHW = (k1+k2+k3+k4)*GAIRW+(m1+m2+m3+m4+m5)*GFUEL+K*VEXHW
と表現できる。また、CW = 0と仮定すれば、
K = 0.5*k(COW)+0.5*k(HCW)又はK=0.5*k(COW)+0.5*k(HCW)-0.5*k(NOXW)
と表すことができ、(2-40)式は、
(1-K)*VEXHW = (k1+k2+k3+k4)*GAIRW+(m1+m2+m3+m4+m5)*GFUEL
GFUEL、VEXHWが既知なので、GAIRWの値は一義的に定まる。
一方(2-19)より、
GEXHW = GAIRW+GFUEL
従って、(2-42)より、
EXHDENS = GEXHW/VEXHW
 
参考:(前ページで用いている記号は、記述の複雑さを回避するために、便宜上設けたものであり、以下に示すとおりである)
k(COW) = COW*10-6
k(HCW) = HCW*10-6
k(NOXW) = NOXW*10-6
 また、ki及びmiは、以下のように物性値及び燃料組成から一義的に定まる。
k1 = (NUE*MVH2O)/(MWH2O*100)
k2 = (CO2AIR)/1.293/100
k3 = (TAU*MVO2)/(100*MWO2)
k4 =(ETA*MVN2)/(100*MWN2)
m1 = (ALF*MVH2O)/(2*AWH*100)
m2 = (BET*MVCO2)/(AWC*100)
m3 = ―{(ALF*AWO)/(2*AWH)+BET*2*AWO/AWC+GAM*2*AWO/AWS}*MVO2/(100*MWO2)
m4 = (DEL*MVN2)/(100*MWN2)
m5 = (GAM*MVSO2)/(100*AWS)
 
注1:VO2の式は、VH2O、VCO2及びVN2と同様、ki * GAIRW + mi * GFUELと表現できる。
注2:VCO、VNO、VNO2及びVHCについては、(2-35)、(2-37)及び(2-38)に示されている「バランス」を考慮して計算する。この場合、VNO2の扱いに関し、
0.5*k(COW)+0.5*ka(HCW)・・・  (1)(VNO2 = 0とする)
0.5*k(COW)+0.5*ka(HCW)-0.5*k(NOXW)
          ・・・(2)(VNOとVNO2をVNOXとして扱う)
という2通りの方法が考えられるが、計算結果には殆ど影響がない。
 
[別紙6 資料2]
湿り排気ガス質量流量(GEXHW)の標準的計算法
 以下に「NOxテクニカルコード」に基づくGEXHWの標準的計算法を示す。なお、以下の規定によらない計算式及び物性値を使用する旨の希望があった場合には、必要な書類を添えて検査測度課長まで伺い出ること。
 
I. 炭素バランス法
 炭素バランス法においては、湿り排気ガス質量流量は下記1.(1)〜(8)の計算を順次行うことによって算出する。なお、下記計算式中の[ ]を付した量は計測値である。
 
1. 計算式
(1)理論空気量(STOIAR)の計算
 
 
 但し STOIAR:燃料1kgの完全燃焼によって消費される空気の質量(理論吸気量)(kg/kg)
 
(2)CO2濃度に基づく完全燃焼時の空気過剰率(EAFCDO)の計算
 
 
 但し EAFCDO : CO2濃度に基づく完全燃焼時の空気過剰率(m/m)
 
(3)乾き吸気質量(GAIRD)流量の計算
 
 
 但し GAIRD : 乾き吸気質量流量(kg/h)
 
(4)湿り濃度を乾き濃度に変換するための燃料補正係数(FFH)の計算
 
 
(5)湿り排気ガス中HC濃度(HCW)の乾き排気ガス中濃度(HCD)への変換
 
 
 但し HCD : 乾き排気ガス中HC濃度(ppmC1, v/v)
 
(6)EXHCPNの計算
 
 
 但し EXHCPN : 炭素を含む排気ガス成分の乾き排ガス中に占める比率(v/v)
 
(7)炭素を含む排気ガス成分の濃度に基づく空気過剰率(EAFEXH)の計算
 
 
 但し EXHCPN : 不完全燃焼時の空気過剰率(kg/kg)
 
(8)湿り排気ガス質量流量(GEXHW)の計算
 
 
 但し GEXHW : 湿り排気ガス質量流量(kg/h)
 
2. 炭素バランス法の計算に使用する計測値(7項目)
GFUEL 燃料質量流量(kg/h) ALF 燃料の水素含有率(%, m/m)
BET 燃料の炭素含有率(%, m/m) GAM 燃料の硫黄含有率(%, m/m)
CO2D 乾き排ガス中CO2濃度(%, v/v) COD 乾き排ガス中CO濃度(ppm)
HCW 湿り排ガス中HC濃度(ppm)


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