6.2.2.
6. ОПРЕДЕЛЯНЕ НА ГОРЕЩАТА ТОПЛИНА A
6.1. Определяне на топлината на изгаряне на газообразни горива с воден ток
6.1.1. Общи съображения
Топлината на изгаряне (калорийна мощност, неправилно наречена) на гориво представлява топлинната енергия, отделена от пълното изгаряне на единицата количество на даденото гориво [kJ/(m 3 N. Kg) или kmol]. Според състоянието, в което водата се намира в продуктите от горенето съгласно STAS 3361-62, се разграничават: горната топлина на горене (Q s) и долната топлина на горене (Q i), между тях има отношение:
където l v е средната топлина на изпаряване, в kJ/kg, (l v ? 2512 kJ/kg); и w - количеството водна пара в продуктите от горенето, в кг пара/кг гориво. Топлината на горене може да се определи в калориметър при постоянен обем (Q v) или при постоянно налягане (Q p). Тъй като разликата между Q v и Q p е малка, на практика се работи с Q i, без да се отчита чрез термодинамичния процес, при който топлинната енергия се освобождава в съответните процеси. При определяне на калоричността чрез воден ток, превъзходната топлина на горене, намалена до нормалното състояние, се изчислява с отношението:
където: m е количеството вода в кг; c pa = 4.1863 kJ/kg.grd - масова топлина за вода; t e и t i - температура на водата на изхода и на входа на калориметъра, в С; V o - обемът на газовете преди изгаряне, намален до нормалното състояние, в m 3 N; f m - корекционен коефициент на показанията на разходомера.
където: V е обемът на газа преди изгаряне при състояние на измерване, в m 3; T, p са температурата и налягането на димните газове при състоянието на измерване, съответно в K bar.
Долната топлина на горене, намалена до нормалното състояние, е:
където: V go е обемът на димните газове спрямо нормалното състояние, и
w c - количеството кондензат в kg.
Без да правите подробно описание на измервателната инсталация, посочете съставните й елементи: разходомер, термометър, течен манометър, връзка, фуния, регулатор на налягането, горелка, самият калориметър, тръби, филтър, клапани, преливна тръба -пълен, овлажнител за въздух, събирателен съд, градуиран съд, кантар, противотежести.
6.1.3. Напредъкът на работата. Определяне на корекционния фактор a
Налягането на газа се настройва между 20. 40 mm H 2 O, горелката се запалва, след като иглата на индикатора за дебита направи пълно завъртане, газовият поток се регулира на 100 литра/час, което съответства на предаването на
Таблица 6.1 показва времето, необходимо за завъртане на иглата на индикатора на разходомера, съответстващо на предаването от 3165 kJ/h.
Въздухът ще се регулира с шайбата на горелката, така че пламъкът да е син.
Установява се водната верига на калориметъра, подготвят се съдът за събиране на вода и градуираният съд, горелката се поставя внимателно в калориметъра и пламъкът се проследява през метално огледало.
Средният корекционен коефициент на разходомера (на стойността, отчетена на разходомера), се определя със съотношението:
където: n представлява броя на изтичащите литри газ и е корекционният коефициент на един литър, ако индикаторната игла показва "z" литри (така че не отчита точно един литър, но повече или по-малко), операцията се повтаря за два или три завъртания, (n литри).
Време, необходимо за завъртане на индикаторната игла
на разходомера, съответстващ на предаването от 3165 kJ/h
Калорична стойност на газа
За разходомер с циферблат
Забележка а: Температурата на димните газове на изхода на калориметъра трябва да бъде много близка до температурата на околната среда; в този случай V o »V go .
6.1.4. Обработка и интерпретация на резултатите
Измерените и изчислени количества са изброени в таблица 6.2.
Таблица 6.2 Измерени стойности.
Барометрично налягане (бара)
Температура на газа на изхода на калориметъра
Намалено до нормално състояние V o [m 3 N]
Температура на водата на входа и изхода на калориметъра [o C]
Количество събрана вода [kg]
Превъзходна топлина при горене с
Количеството кондензат, събрано w [kg]
По-ниска топлина на горене и
Получените резултати се сравняват с препоръчаните в литературата.
6.2. Определяне на калоричността на горивата
газообразен с индикатор и записващ калориметър
6.2.1. Общи съображения
В основата на автоматичния метод за определяне на топлината от изгарянето е и принципът, според който в съседно помещение количеството топлина, отделяно от изгарянето на газа, се поема изцяло от непрекъснат поток вода.
Превъзходната топлина на изгаряне на газа при състоянието на измерване се дава от съотношението:
където: Q е количеството топлина, получено от водата, в kJ; V-количество газ, в литри; m-количество вода, в кг; c = 4.1863 kJ/(kg.K); D t - температурната разлика на водата на входа, съответно на изхода на калориметъра, в C.
Очакваше се съотношението (съотношението между количеството вода и количеството газ, преминаващо през калориметъра) да бъде постоянно. Оказва се, че:
За c = ct., Считаме k 1 = k.c, така че:
където: q е топлината на изпаряване на кондензационната вода, получена при изгаряне на m 3 газ, изразена в kJ/m 3, определима със съотношението:
където w c е масата на кондензацията в kg.
Превъзходната топлина на горене в сравнение с нормалното състояние е:
[kJ/m 3 N] (6.11) и по-ниската топлина на горене спрямо нормалното състояние е:
където, коефициентът на корекция F се изчислява със съотношението:
където: То = 273 К; p o = 1,01325 бара; T = t + 273 K, ако p = p b + p m, в барове; p b е барометричното налягане и p m - манометричното налягане в тръбата за подаване на газ според регулатора на налягането, в барове.
6.2.2. Експериментална инсталация
Фигура 6.1 показва диаграмата на индикатора и калориметъра на рекордера за определяне на топлината на горене.
Документът има за цел да провери стойността на топлината при изгаряне на гориво, отчетена на индикатора и рекордера. Стойностите на отчетената топлина, съответно записани, се сравняват със стойността, определена по неавтоматичен метод. Тъй като съотношението е постоянно към автоматичния калориметър, отчитанията могат да се правят на термометри и миливолтметри, независимо от определянето на количествата вода и газ.
6.2.4. Обработка и интерпретация на резултатите
Начинът на обработка на резултатите е показан чрез пример за изчисление. За определен газ беше определен m kg вода, съответстващ на три завъртания на газомера, както следва: обща маса = 5650 kg; маса на съда = 1,210 кг; разлика = 4440 кг. Тези стойности представляват средната стойност от три определяния. За въртене на газомера съответства на 4 440/3 = 1,48 кг газ. Съответното количество газ е 4 литра, а коригираното според калибриращия лист на устройството е 3,96 литра. Температура на входната вода: t i = 9,73 o C; температура на изходната вода t e = 20,7 o C.
Фиг. 6.1. Автоматичен газов калориметър тип "JUNKERS-56": 1-газов регулатор; 2 наситени; 3- газов охладител; 4-газомер; 5-прецизен регулатор; 6-воден сепаратор; 7-газов клапан; 8-горелка; 9-колектор; 10-водна помпа; 11-двоен регулатор твърде пълен; 12-водомер; 13-компенсационен съд; 14,15-термометри; 16-колонен термоелектрик; 17-фуниеви колектори; 18-рециркулиращ воден охладител; 19-регулираща фуния; 20-чаша 21-тръбна връзка към овлажнителя; 22, овлажнител; 23-димни газове; 24-термометър; 25-тръбен кондензат; 26-колонна редукция до нормално състояние; 27 - вход за охлаждаща вода; 28-фуниева евакуация; Изтичане на 29 стъпала; 30-габаритен газ; 31-миливолтов рекордер; Индикатор за 32 миливолта метър; 33 превключвател.
Стойността, отчетена на рекордера, е например 17 200 kJ/m 3. Температура на газа t g = 21 o C, барометрично състояние p b = 0,97888 bar, манометрично налягане p m = 500 mm H 2 O = 0,04905 bar. Корекционният коефициент ще бъде: Горната топлина на горене, намалена до нормалното състояние, е: kJ/m 3 N .
Резултатите от измерените и изчислени количества са дадени в таблица 6.3.