2023年全省職業院校技能大賽高職組

“大氣環境監測與治理技術”賽項

兄

賽

樣

卷

（二）

2023年全省職業院校技能大賽高職組

“大氣環境監測與治理技術”賽項競賽樣卷

試題-~二三四五七總分

得分

裁判

復核

監督

任務一、煙氣處理系統工藝設計

根據任務書要求和提供的資料完成競賽平臺和專業知識點的考核，包括煙

氣處理系統工藝設計等。

（一）專業知識點

i.單選題

（1）下面不是影響煙氣抬升高度的因素是（：）

A.煙氣溫度B.周圍大氣溫度C.云量D.煙氣釋熱率

（2）《大氣污染物綜合排放標準》規定，若某排氣筒的高度處于標準列出的

兩個值之間，其執行的最高允許排放速率以（）計算。

A.求和法B.加權法C.內插法D.指數法

（3）旋風除塵器簡體直徑越小，粉塵受到的離心力越大，除塵效率越高；

但直徑越小處理風量越小，還會引起（）o

A.粉塵擴散B.離心力增強C.效率提高D.粉塵堵塞

（4）采用濕式（）的脫硫工藝，也可以同時去除煙氣中的大部分氮氧化

物。

A.石灰/石灰石法B.雙堿法C.氨酸鉀法D.氧化鎂法

（5）以下屬于大氣中二次污染物的是（）。

A.二氧化硫B.硫酸鹽C.一氧化碳D.二氧化碳

（6）機械式除塵器是利用重力、慣性力、離心力分離捕集粉塵的裝置，包

1

括：重力沉降室、慣性除塵器以及（）等。

A.壓力沉降室B.旋風除塵器C.噴淋除塵器D.袋式除塵器

（7）我國PM一標準（GB3095—2012）日平均值（）ug/ml而日美為35ug/m3,

世界衛生組織（WHO）為25Ug/m\

A.50B.55C.75D.80

（8）氮氧化物測定時，吸收液能與（）發生反應，生成玫瑰紅色偶氮染

料。

-

A.NOB.N02C.N02D.NOJ

（9）工業廢氣中含有的污染物是各種各樣的，按其存在的狀態可分為兩大

類：（）

A.一類是氣溶膠，另一類是顆粒物。

B.一類是氣體物質，另一類是存在于氣體中而形成氣溶膠的顆粒物。

C.一類是無害氣體膠，另一類是顆粒物。

D.一類是有害氣體膠，另一類既含有氣態污染物，又含有顆粒物。

（10）干法脫硫技術具有以下優點：操作簡便，運行費用低；無污水廢酸排

出、設備腐蝕程度較輕；煙氣在凈化過程中無明顯降溫，凈化后煙溫高，利于煙

囪排氣擴散；以及（）o

A.原料充足B.二次污染少C.技術簡便D.維護費用低

2.多選題

（1）下面關于袋式除塵器主要特點的敘述正確的是（）o

A.袋式除塵器的除塵效率高，對微細粉塵可達到99%以上

B.規格多樣，應用靈活，且能夠回收干物料

C.有濾袋籠骨，且一定要有濾袋清灰裝置

D.工作溫度受濾料材質限制

（2）不適合高效處理高溫、高濕、易燃易爆含塵氣體的除塵器是（）。

A.重力沉降室B.袋式除塵器C.旋風除塵器D.濕式除塵器

（3）西門子S7-200smartPLC中，定時器的分辨率有（）。

2

A.1msB.10msC.100msD.Is

（4）在"THEMDQ-l型大氣環境監測與治理技術綜合實訓平臺”中，使用

的PLC擴展模塊型號包括（）o

A.EMDT08B.EMAM06C.EMAE04D.EMAQ02

（5）在評價大氣空氣質量時常用到可吸入顆粒物PM.o,下面對于PMi。的定

義錯誤的是（）。

A.大氣能見度等級為10

B.大氣中空氣動力學當量直徑WlOum的懸浮顆粒物

C.大氣中懸浮顆粒物濃度為10mg/n?

D.大氣中懸浮顆粒物毒性等級為10

3.填空題

（1）石灰石顆粒大小對及石灰石的均有影響，粒度小，比表

面積大，與SO?起反應的效率,石灰石利用率,一般控制石灰石的粒

度在目之間。

（2）《鍋爐大氣污染物排放標準》規定，每個新建燃煤鍋爐房只能設煙

囪，煙囪高度根據鍋爐房裝機確定。煙囪還應該高出周圍米范圍最高

建筑物3米以上。

（3）機械振打袋式除塵器的過濾風速一般取m/min,壓力損失為。

（二）CAD輔助設計

在計算機D盤中打開名為“ST02.DWG”的文件,結合THEMDQ-1型大氣環

境監測與治理技術綜合實訓平臺，按照污染源一機械除塵一過濾除塵的工藝流程,

連接器件和設備，完成系統流程圖。

功能要求：

（1）用線段連接需要用到的器件和設備，完善系統流程圖。并把所有連線

歸到粗實線圖層。

（2）建新圖層，命名為“虛線”，設置圖層內線型樣式：顏色：黃色；線

型:HIDDEN2；線寬:0.13mm。連接流程中不需用到的超越管線，將其歸到虛線

3

圖層，并將其線型比例設為1.5。

（3）按照編號，填寫圖框右下角的統計表格（只填“名稱”與“數量”）,

并設置多行文字格式：樣式：標題欄；字體：宋體；文字高度：4。將所填文字

皆歸于文字圖層。

（4）用細實線連接圖上的差壓傳感器，分別檢測旋風除塵器和布袋除塵器

的壓降，并把連線歸到細實線圖層。

（5）將完成的圖紙保存在“場次+工位號”的文件夾內，命名為：系統流程

圖。

（三）控制程序設計

1.根據控制程序表1,用STEP7-Micro/WINSMART軟件按要求完成程序編

寫，并將程序保存在“場次+工位號”的文件夾內，程序命名為：噴淋急?？刂?/p>

系統。

表1控制程序表

輸入信號輸出信號數據寄存器

10.0啟動按鈕（SB1）Q0.0藥水攪拌機VD0pH值

10.1停止按鈕（SB2）Q0.1報警器

10.2報警復位（SB3）

控制要求：

（1）按下啟動按鈕后，藥水攪拌機啟動。

（2）藥水攪拌機啟動后延時10s后，檢測pH值小于等于7.5時，報警器動

作。

（3）當加入藥物pH值大于等于8.0后，按不報警復位按鈕，報警器停止動

作。

（4）按下停止按鈕后，藥水攪拌機和報警器都停止。

任務二、煙氣處理系統部件、管道、傳感器安裝連接

在“THEMDQ-1型大氣環境監測與治理技術綜合實訓平臺”平臺上，參賽選

手根據系統工藝流程圖（附圖1）,輸送螺旋器裝配圖（附圖2）,水泵出口管道

安裝示意圖（附圖3）,堿液噴淋管管道安裝圖（附圖4）,皮托管安裝示意圖（附

4

圖5）,采樣槍安裝示意圖（附圖6）和賽場提供的零部件，完成相應系統的連接

與安裝。

1.水泵出口管道安裝及氣管管路連接

（1）根據附圖3和附圖1,完成水泵出口管道的安裝和輔助氣管的連接。

（2）流量計要求貼面安裝，并與平臺上流量計支架立檔平行。

（3）管道橫平豎直，簡潔美觀，且三根管道安裝方式一致。

（4）生料帶纏繞要整齊干凈，且接頭無漏水現象

（5）用中16的PU管完成二氧化硫稀釋風管路和堿液池氧化風管路的連接。

要求正確連接構件的進出口，氣路順暢，工藝美觀。

2.利用附圖4,補齊吸收塔噴淋系統的管道，完成堿液噴淋管管道的安裝。

功能要求：

（1）流量計要求貼面安裝，并與平臺上流量計支架立檔平行。

（2）管道橫平豎直，簡潔美觀，與沖洗管道安裝方式一致。

（3）生料帶纏繞要整齊干凈，且接頭無滲漏現象。

3.根據附圖1、5、6所提供的工藝流程圖、安裝圖及流程圖上標識的傳感

器安裝位置，完成傳感器和相應管路的安裝連接。

功能要求：

（1）將皮托管裝于點0907處；采樣槍裝于點0908處；溫濕度1裝于點0702

處；溫濕度2裝于點0703處；風速傳感器1裝于點0401處；風速傳感器2裝于

點0404處；二氧化硫傳感器1裝于點1001處。同時，用正確封蓋堵好剩余采樣

口。

（2）皮托管要求安裝正確、牢固、密封性好，皮托管套管中心的管口對著

流體流動的方向，套管的殼程開口平行于流體流動的方向，其偏差不大于5°,

皮托管的插入深度為50mm±5mmo皮托管安裝具體見附圖5。

（3）差壓傳感器1檢測布袋除塵器壓降；差壓傳感器2檢測點0608的相對

靜壓；差壓傳感器3接皮托管，檢測點0907動壓。要求選用的硅膠管要合適，

正確連接差壓傳感器的高壓與低壓接口，氣路順場，工藝美觀。

5

（4）采樣槍要求安裝正確、牢固、密封性好，采樣槍的接口朝向要正確，

采樣期間采樣槍的測口要正對著氣流（可通過導向桿判斷槍口的朝向，其中導向

桿要求與槍口朝向一致），其偏差不大于5°,采樣槍插入深度為50nlm±5mm。濾

膜要用鑲子裝入濾筒，濾膜不能破裂。

（5）參照附圖6,安裝壓力傳感器，并用①9硅膠管完成采樣系統連接。

（6）風速傳感器的測量點的開口要正對著氣流方向，其偏差不大于5°。

（7）傳感器要求安裝位置正確、牢固，無漏氣現象，工藝美觀，接線正確。

（8）用（D10的PU管完成二氧化硫輸入系統的連接。要求正確連接質量流

量控制器的進出口，氣路順暢，工藝美觀。

任務三、煙氣處理系統電源線路設計與連接

根據任務書要求，對各煙氣處理設備、相關器件配置的電路系統進行線路連

接，確認無誤后進行電控柜電源通電檢測。（注意：以下1-5項必須在電控柜斷

電的情況下完成，如通電連接，造成觸電和器件損壞，由參賽者承擔。）

1.閱讀現場提供的PLC程序（計算機D：\考試程序'PLC控制程序），并依據

此程序完善PLC端口定義表（見表2）。

表2PLC端口定義表

數字量輸入定義數字量輸出定義

10.0無定義Q0.0

10.1無定義Q0.1

10.2無定義Q0.2

10.3無定義Q0.3

10.4無定義Q0.4

10.5無定義Q0.5

10.6無定義Q0.6

10.7無定義Q0.7

1L

2L

3L

6

4L

模擬量輸入定義模擬量輸出定義

AT1+A01+

ATI-A01-

AI2+A02+

AI2-A02-

AI3+

AI3-

AI4+

AI4-

A15+

A15-

A16+

A16-

A17+

A17-

AI8+無定義

AI8-無定義

2.根據已完成PLC端口定義表及賽場提供的保護線，完成電氣控制柜的線路

連接。要求導線顏色與插座顏色一致，選取長度適中的導線進行連接。

具體要求：

出現插座的顏色不同時，上下接線時以上邊插座顏色為準，左右接線時以左

邊的顏色插座為準；長度適中。

3.從提供的熔斷芯中找出型號為RT14-20/10A,且能正常工作的熔斷芯，裝

于熔斷器中，保證控制柜正常工作。

功能要求：型號正確，起到應有作用。

4.電控柜斷電的喟況下，參照附圖7來完成PH在線監測儀和疏松電機的接

7

線。

功能要求：連線正確無誤。

5.電控柜斷電的情況下，利用提供的通訊線進行設備通訊連接。

功能要求：連線正確無誤。

6.打開電源，用萬用表完成電源輸入檢測和對地電壓檢測。并將操作過程記

入表3。

功能要求：

（1）操作前舉手示意裁判，由裁判檢查可否通電，并監督其完成操作，簽

字確認。

（2）確保三相電的正確接入，避免缺相。

表3技能操作過程記錄表

參賽選手裁判確認

項目實測數據得分

簽字簽字

熔斷芯檢測

交流220V檢測

直流24V檢測

接地檢測

任務四、煙氣處理系統調試

參賽選手根據現場競賽設備和任務書要求，利用提供的器件與工具，完成煙

氣處理系統部件調試及程序設計。

具體要求如下：

1.系統程序完善。

完善賽場提供的PLC程序，完善后的程序保存在計算機D：\工位號下。并將

保存后的程序下載到PLC中。

在MAIN程序中網絡13處補充程序，程序要求：打開補氣泵，并延時5s。

注意定時器和中間變量的選擇。

8

備注：如參賽選手無法完善，舉手示意裁判放棄該任務并在表4中簽字,

由裁判確認后提供完整程序。

表4任務四第1題放棄操作記錄表

序號任務四1.簽字得分

1放至選手簽字：

2裁判確認：

2.手動調試。

(1)按照污染源一機械除塵一過濾除塵一洗滌脫硫一吸附脫硫一煙囪的流

程，正確地開關閥門。

(2)在系統調試見面完成設備的單機調試：設置電動調節閥的開度為80%,

并檢查器件的運行狀況(注意風機轉向和水泵氣獨)。

(3)調節稀釋風量為3.0n?/h；調節氧化風量為On?/h；調節噴淋泵1#和2#

的噴淋量為4.OL/min0

任務五、煙氣處理系統整體運行

參賽選手根據現場競賽設備和任務書要求，利用提供的器件與工具，完成部

分傳感器的標定和參數設置、堿液和氣源的配制、整機自動運行等。

1.根據要求完成在線pH儀的參數設置和標定。

(1)將在線pH儀通電預熱30min,預熱前和結束后，舉手示意裁判，記錄

開始和結束時間并簽字。

(2)配制pH值分別為6.86和為18的標準緩沖液:將相應pH緩沖劑粉末

倒入250nli容量瓶中，配制成標準溶液，待用。

(3)將在線pH儀的運行參數按表5設置。

表5在線pH儀的運行參數設置表

編號項目需設的參數

1測量模式(Mode)酸堿度(P11)

2測溫方式(Teropature)自動測溫(ATC)

打開功能(AUTO),低位報警(L0),限值為7,

3報警設置Relay-1

遲滯值為0.1

9

4Relay-2關閉功能(OFF)

打開功能(AUTO),4mA對應OPH,20mA對應

5電流輸出(Current)

14PH

(4)在線pH儀標定:

1)將電極用蒸儲水清洗干凈并用濾紙吸干，然后將電極插入標準緩沖液

PH6.86中進行零點標定。待BUFFER1界面的電壓數穩定，舉手示意裁判，進行

記錄簽字后，存入儀表。

2)將電極從標準緩沖液pH6.86中取出，清洗干凈并用濾紙吸干，然后將電

極插入標準緩沖液pH9.18中進行斜率標定。待BUFFER2界面的電壓數穩定，舉

手示意裁判，進行記錄簽字后，存入儀表。

3)將電極用蒸儲水清洗干凈并用濾紙吸干，然后將電極插入標準緩沖液

PH6.86中進行回測,確認性能正常。

4)將電極懸掛于水箱角落，使得電極測量頭浸入液體中。(尾部出線處切不

可浸入液體中)

5)在線pH儀標定技能操作過程記入表6。

表6在線pH儀標定操作過程記錄表

預熱開裁判預熱結裁判零點標定斜率標定回測裁判

儀表名稱

始時間簽字束時間簽字電壓值電壓值pH值簽字

在線PH儀

2.模擬污染源的控制。

往粉塵罐中加入兩漏斗的滑石粉，開啟各個調速電機，依照監控中心上系統

總圖界面里顯示的電機轉速，來調節各個調速器，使兩者達到一致。

3.脫硫堿液的配制。

(1)觀察在線物位計的數值，并記錄在表7中。

(2)通過給定的藥品試劑和水樣數據，在堿液箱內配制0.05%的NaOH溶液。

(3)用在線PH測定儀測定水質中PH值，并記錄在相應的表7中。

表7水樣原始數據記錄表

10

序號項目數值

1堿液箱內部底面尺寸（mm）長：540寬：400

2水樣深度（mm）

3水樣體積（L）

4藥劑量（g）

5水樣PH值

6確認簽字參賽者：裁判員：

4.儀器參數設置。

（1）參照設置菜單（見表8）,完成調速電機的運行參數設置。

表8調速電機參數設置表

序修改值

參數碼備注

號

疏松器調速發塵器調速

1F-0122

倍率值可參照減

2F-026050

速箱上的標簽

3F-0333

4F-0512

5F-0622

（2）系統運行前，對照表9各個傳感器的數值，調節其零點，使之讀數歸

零并舉手示意裁判確認簽字（零點漂移允許在-0.2?0.8之間），見表9。

表9傳感器調零確認表

序號傳感器名稱零點設置裁判確認

11#差壓傳感器

22#差壓傳感器

33#差壓傳感器

4質量流量控制器

5.整機運行。通過監控中心的系統調試界面開啟自動運行模式，完成整套系

統的自動控制運行。

11

任務六、煙氣處理系統污染因子監測

根據任務書要求，對各煙氣處理設備系統運行過程中污染因子進行監測并記

錄。

1.管道中粉塵濃度監測及數據計算。

（1）對粉塵進行取樣，測定粉塵濃度。

1）利用溫濕度1測定采樣點溫度tso

2）利用差壓傳感器3,檢測皮托管靜壓側與大氣的壓差，來得到采樣點的

相對靜壓匕。

3）利用差壓傳感器3,檢測皮托管靜壓側與全壓側的壓差，來得到采樣點

的動壓P“，并根據公式：匕076KM（273+（）?展計算采樣點風速L（注:

畢托管修正系數Kp取1）。

4）利用壓力傳感器測得的流量計前壓力Pr和雙金屬溫度計測得的流量計前

zxr"11/2

2B（l+273+tr

2；=0.0025f/xVxx（1-Xvn.）

溫度L,采用公式（273+口［紇+P」?計算采樣流

速。二

（2）系統監測數據記錄。

根據計算結果進行采樣,采樣時間為20min。

功能要求：粉塵采樣器的操作步驟要正確，保證采樣器的氣密性，注意采樣

器的高度，水平等。采樣數據記錄于表10中。

表10粉塵采樣器數據記錄表

氣體含采樣點采樣點采樣點流量計流量計采樣

采樣點

當地氣

濕量靜壓動壓風速前溫度前壓力流量

溫度

壓(Pa)

(m/s)(℃)(L/min)

(%)(℃)(Pa)(Pa)(Pa)

2.設備自動運行結束后，立即打開存盤數據界面，記錄相關數據于表11

中（注意：存盤數據只記錄打開該界面前20min的數據）。

12

表11系統運行數據記錄表

排放源工位號：監測日期：基準氧含量：

最大最小平均有效樣本

項目日排放總量

值值值數

排放濃度

(mg/m3)

顆粒物折算濃度

(mg/m3)

時排放量(g/h)

排放濃度

(mg/m3)

so2折算濃度

(mg/m3)

時排放量(g/h)

排放濃度

(mg/m)

NO、折算濃度

(mg/m!)

時排放量(g/h)

標干流量(Nm3/h)

13

附圖1:煙氣系統工藝流程圖

14

—瓶與-

圖例

質?流曼控制器■W-rtUW-m.MM

工ar?西

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注液池清水池煙囪

附圖2：螺旋輸送器一安裝結構圖

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附圖3：水泵出口管道安裝示意圖

W

S

17

附圖4：堿液噴淋管管道安裝圖

18

附圖5：皮托管安裝示意圖

濟

學

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貶

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繼

囪

19

附圖6：采樣槍安裝示意圖

0

5

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5

3?

20

附圖7：儀器接線圖

疏

疏松

松

機

SA喝

S2二7

電HZ

速

三U2

器

機11

21

附錄8、計算公式

（一）溫度

溫度的測定，在一般情況下可只測定中心點溫度。本系統配置的測溫儀器為

粕熱電阻和溫濕度傳感器。

（二）壓力

本系統提供的壓力檢測方式有兩種，一種是藉由壓力傳感器直接測量，另一

種是用連接微差壓傳感器的皮托管進行測量。

（三）壓差

兩點之間的壓力降采用微差壓傳感器來測量。使用前，應先用小一字螺絲刀

校正一下零點，保證在無壓差環境下儀表數值為OPa。

（四）濕度（含濕量）

煙氣濕度的測定可采用干濕球法或冷凝法。其中干濕球法所用儀器為干濕球

溫度測量裝置（注意：本系統配置的溫濕度傳感器所測濕度為相對濕度，與含濕

量不同）。

煙氣含濕量的體積百分比按式（8-1）計算

X.,.（%）=以一℃—"）（紇+xlOO（8-1）

+P

式中：X。.一煙氣含濕量，%；

Pi”一溫度為tb時飽和水蒸氣壓力，Pa；

tc一千球溫度，℃；

如一濕球溫度，。C；

Ph—通過濕球表面時的煙氣表壓力，Pa；

匕一測定點煙氣靜壓，Pa；

C一系數，當流過濕球表面的氣流速度大于2.5m/s時，等于0.00066；

Ba一大氣壓力，Pa。

（五）煙塵濃度

1.等速采樣的流量計算：

22

%(273+。)

g；=0.00047x^/2xVx紇+4

(273+fJ(i-x(8-2)

紇+匕

式中：°■一等速采樣流量的轉子流量計讀數，L/min；

d一采樣嘴直徑，mm；

V.一測點氣體流速，m/s；

Ba一大氣壓力，Pa；

P，一排氣靜壓，Pa；

P「一轉子流量計前氣體壓力，Pa；

ts—排氣溫度,℃；

tr一轉子流量計前氣體溫度，。C；

N'L一干排氣的分子量，kg/kmol；

X.”—煙氣含濕量，%o

當干排氣成分和空氣近似時，等速采樣流量°；按式（8-3）計算:

a+2273+(

。；=0.0025/XV、

273+小(i—x

紇+E(8-3)

當用普通型采樣管采樣器測定常溫下管道顆粒物濃度時，氣體的含濕量和氣

體成分可忽略不測，等速采樣流量按下式簡化公式計算：

2

G；=0.047xVvx6/(8_4)

2.將工況流量換算成標況流量，其計算公式為:

R+p

4+P,2

=0.05x0x=0.000I27JXVX(1-XVI.)X-^~~

273+0

(8-5)

式中：Qr一等速采樣流量的標況流量，流min；

一等速采樣流量的轉子流量計讀數，L/min；

d一采樣嘴直徑，mm；

K-測點氣體流速，m/s；

Ba—大氣壓力，Pa；

P5一排氣靜壓，Pa；

P1一轉子流量計前氣體壓力，Pa；

23

，一排氣溫度，。c；

t「一轉子流量計前氣體溫度，℃；

Xc—煙氣含濕量，%。

3.采樣濾筒的增重m=g2-gl(mg),則煙塵濃度為：

C=1000x%_—

血(8-6)

式中：C—實測煙塵濃度，mg/m3；

gz一濾筒采樣后重量，mg

gi—濾筒采樣前重量，mg；

T一采樣時間，min；

Q；一等速采樣流量的標況流量，L/min。

(六)煙氣成分測定

1.各煙氣成分的含量采用在線式氣體傳感器測定。由于部分傳感器測定的數

值為氣體體積濃度(ppm),需轉化為質量濃度(ng/m3),按公式(8-7)計算

vM「273B

X=--xCx------x---a---

22.4273+7101325(8-7)

式中：X—污染物的質量濃度，mg/m3；

M—污染物的分子量；

C一污染物的體積濃度，ppm；

Ba一大氣壓力，Pa；

T一排氣溫度，℃。

2.煙氣過量空氣系數的簡化計算式為：

21

a=----

21-%2(8-8)

式中：a—過量空氣系數；

V成一氧氣在煙氣中所占的體積百分數。

3.標準狀態下濕煙氣密度的計算：

24

Pn-224-Mg%++MN/M

(8-9)

式中：PN一—標準狀態下濕煙氣密度，kg/Nm3；

Mo?、Meo、MCO2.M、2、MHZQ——相應氣體的分子量;

V02、VC。、VCO2、VN2——相應氣體的體積百分數，%o

4.測量狀態下濕煙氣的密度計算:

f三建

,N101325273+41013257；

(8-10)

式中：Ps一一測量狀態下濕煙氣的密度，kg/m3；

PN一—標準狀態下濕煙氣密度，kg/Nn】3濕煙氣，一般情況下PN可取

1.34kg/Nn?濕煙氣;

B,.一一測量狀態下，煙氣所承受的大氣壓力，Pa；

Ps——測量斷面內煙氣靜壓，Pa;