6.2.2.
6. AZ ÉGŐ HŐ MEGHATÁROZÁSA
6.1. A gáznemű tüzelőanyagok égési hőjének meghatározása vízárammal
6.1.1. Általános szempontok
Az üzemanyag égési hője (fűtőteljesítmény, helytelenül nevezik) az adott tüzelőanyag mennyiségegységének [kJ/(m 3 N. Kg) vagy kmol] teljes elégetésével felszabaduló hőenergiát képviseli. Az állapot szerint, amelyben a víz megtalálható az égéstermékekben az STAS 3361-62 szerint, a következőket különböztetjük meg: a felső égési hő (Q s) és az alsó égési hő (Q i), közöttük fennáll a kapcsolat:
ahol l v az átlagos párolgási hő, kJ/kg-ban kifejezve (l v = 2512 kJ/kg); és w - az égéstermékekben lévő vízgőz mennyisége, gőz kg-ban/kg üzemanyagban. Az égés hőjét kaloriméterben lehet meghatározni állandó térfogatú (Q v) vagy állandó nyomáson (Q p). Mivel a Q v és Q p közötti különbség kicsi, gyakorlatilag Q i-vel dolgozzák fel, anélkül, hogy figyelembe vennék a termodinamikai eljárással, amelynek során a hőenergia felszabadul a megfelelő folyamatokban. A fűtőérték vízárammal történő meghatározásakor a normál állapotra csökkentett felsőbb égési hőt a következő összefüggéssel kell kiszámítani:
ahol: m a víz mennyisége kg-ban; c pa = 4,1863 kJ/kg.grd - tömeghő vízre; t e és t i - a víz hőmérséklete a kilépésnél és a kaloriméter bejáratánál, C-ban; V o - az égés előtti gázmennyiség normál állapotra csökkentve, m 3 N-ban; f m - az áramlásmérő jelzéseinek korrekciós tényezője.
ahol: V a gáz térfogata égés előtt a mérési állapotban, m 3 -ben; T, p a füstgázok hőmérséklete és nyomása a mérési állapotban, K, illetve bar.
A normál állapotra csökkentett alacsonyabb égési hő:
ahol: V go a füstgáz térfogata a normál állapothoz viszonyítva, és
w c - a kondenzátum mennyisége kg-ban.
A mérőberendezés részletes leírása nélkül adja meg alkatrészeit: áramlásmérő, hőmérő, folyadék manométer, csatlakozás, tölcsér, nyomásszabályozó, égő, maga a kaloriméter, csövek, szűrő, szelepek, túlfolyó cső -teljes, légnedvesítő, gyűjtőedény, osztott edény, mérleg, ellensúlyok.
6.1.3. A munka előrehaladása. A korrekciós tényező meghatározása a
A gáznyomást 20 között állítják be. 40 mm H 2 O, az égő az áramlásjelző tű teljes elfordulása után meggyullad, a gázáramot 100 liter/h értékre állítják be, ami megfelel a
A 6.1. Táblázat az átfolyásmérő jelzőtű forgatásához szükséges időt mutatja, amely megfelel a 3165 kJ/h átadásnak.
A levegőt az égőalátéttel úgy állítják be, hogy a láng kék legyen.
Kiépül a kaloriméter vízköre, előkészítik a vízgyűjtő edényt és az osztott edényt, az égőt gondosan behelyezik a kaloriméterbe, és a lángot fémtükörön keresztül követik.
Az áramlásmérő átlagos korrekciós tényezőjét (az áramlásmérőn leolvasott értéknél) a következő összefüggéssel kell meghatározni:
ahol: n a kiszivárgott gáz literének számát jelenti, és egy liter korrekciós tényezője, ha az indikátortű "z" litert mutat (tehát nem pontosan egy litert olvas, de többé-kevésbé), akkor a műveletet két alkalommal megismételjük vagy három teljes fordulat, (n liter).
A jelzőtű forgatásához szükséges idő
az áramlásmérő 3165 kJ/h átviteli sebességének felel meg
A gáz fűtőértéke
Áramlásmérőhöz tárcsával
A. Megjegyzés: A füstgáz hőmérsékletének a kaloriméter kijáratánál nagyon közel kell lennie a környezeti hőmérséklethez; ebben az esetben V o »V megy .
6.1.4. Az eredmények feldolgozása és értelmezése
A mért és számított mennyiségeket a 6.2. Táblázat tartalmazza.
6.2. Táblázat Mért értékek.
Barometrikus nyomás (bar)
A gáz hőmérséklete a kaloriméter kijáratánál
Normál állapotba csökkentve V o [m 3 N]
A víz hőmérséklete a kaloriméter be- és kimeneténél [o C]
Az összegyűjtött víz mennyisége [kg]
Kiváló égési hő s
Az összegyűlt kondenzátum mennyisége w [kg]
Alacsonyabb égési hő és
A kapott eredményeket összehasonlítjuk az irodalomban ajánlottakkal.
6.2. Az üzemanyagok fűtőértékének meghatározása
gáznemű indikátorral és a kalóriamérővel
6.2.1. Általános szempontok
Az égési hő meghatározására szolgáló automatikus módszer alapja az az elv is, amely szerint egy szomszédos helyiségben a gáz elégetésével leadott hőmennyiséget teljes egészében egy folyamatos vízáram veszi fel.
A gáz felső égési hőjét mérési állapotban a következő összefüggés adja:
ahol: Q a víz által kapott hőmennyiség, kJ; V-mennyiségű gáz literben; m-mennyiségű víz, kg-ban; c = 4,1863 kJ/(kg.K); D t - a víz hőmérséklet-különbsége a bejáratnál, illetve a kaloriméter kijáratánál, C-ban.
Várható volt, hogy az arány (a vízmennyiség és a kaloriméteren áthaladó gázmennyiség aránya) állandó legyen. Kiderült, hogy:
C = ct esetén k 1 = k.c-t veszünk figyelembe, tehát:
ahol: q az m 3 gáz elégetésével kapott kondenzvíz párolgási hője, kJ/m 3 -ben kifejezve, a következő összefüggéssel meghatározható:
ahol w c a kondenzáció tömege kg-ban.
A normál állapothoz képest a magasabb égési hő:
[kJ/m 3 N] (6,11) és a normál állapothoz viszonyított alacsonyabb égési hő:
ahol az F korrekciós tényezőt a következő összefüggéssel számítják:
ahol: T o = 273 K; p o = 1,01325 bar; T = t + 273 K, ha p = p b + p m, bárban; p b a légköri nyomás és p m - a nyomásszabályozó szerinti manometrikus nyomás a gázellátó csőben, bar.
6.2.2. Kísérleti telepítés
A 6.1. Ábra mutatja az égési hő meghatározásához szükséges indikátor és rögzítő kaloriméter diagramját.
A cikk célja a tüzelőanyag égési hőjének ellenőrzése, amelyet a kijelzőnél és a rögzítőnél olvashatunk. Az égési hő leolvasott, illetve rögzített értékeit összehasonlítjuk a nem automatikus módszerrel meghatározott értékkel. Mivel az automatikus kaloriméterhez viszonyított arány állandó, a hőmérőkön és a millivoltmérőkön leolvasásokat lehet végezni, függetlenül a víz- és gázmennyiség meghatározásától.
6.2.4. Az eredmények feldolgozása és értelmezése
Az eredmények feldolgozásának módját egy számítási példa mutatja. Egy bizonyos gáz esetében m kg vizet határoztak meg, amely a gázmérő három teljes fordulatának felel meg, az alábbiak szerint: össztömeg = 5650 kg; edénytömeg = 1,210 kg; különbség = 4 440 kg. Ezek az értékek három meghatározás átlagát jelentik. A gázmérő forgatásához 4440/3 = 1,48 kg gáz felel meg. A megfelelő gázmennyiség 4 liter, és a készülék kalibrációs lapja szerint korrigálva 3,96 liter. A belépő víz hőmérséklete: t i = 9,73 o C; kimenő víz hőmérséklete t e = 20,7 o C.
6.1. Ábra "JUNKERS-56" típusú automatikus gázkaloriméter: 1-gázszabályozó; 2 telített; 3- gázhűtő; 4-gázmérő; 5 pontos precíziós szabályozó; 6 vízelválasztó; 7-gáz szelep; 8 égő; 9-gyűjtő; 10 vízpumpa; 11 kettős szabályozó túl tele; 12 vízmérő; 13 kompenzációs hajó; 14,15-hőmérők; 16 oszlopos termoelektromos; 17 tölcséres gyűjtők; 18 recirkulációs vízhűtő; 19 beállító tölcsér; 20 csésze 21 csöves csatlakozás a párásítóhoz; 22, párásító; 23 füstgázok; 24-hőmérő; 25 csöves kondenzátum; 26 oszlopos redukció normál állapotba; 27- hűtővíz-bemenet; 28 tölcséres kiürítés; 29 fúvókás lefolyó; 30-as gázméretű gáz; 31 millivoltos felvevő; 32 millivolt méteres kijelző; 33 kapcsoló.
A felvevőn leolvasott érték például 17 200 kJ/m 3. A gáz hőmérséklete t g = 21 o C, barometrikus állapot p b = 0,97888 bar, manometrikus nyomás p m = 500 mm H 2 O = 0,04905 bar. A korrekciós tényező a következő lesz: A normál állapotra csökkentett felső égési hő: kJ/m 3 N .
A mért és számított mennyiségek eredményeit a 6.3. Táblázat tartalmazza.