Файл: Методические указания к выполнению лабораторных работ по курсу Источники энергии теплотехнологии.doc
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.01.2024
Просмотров: 53
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
расчеты и графики.
Контрольные вопросы
Виды искусственных жидких топлив.
Перечислите марки мазута и объясните что они означают.
От каких факторов зависит вязкость и как она изменяется?
Влияние вязкости на хранении и транспортировку мазута.
Как влияет вязкость на работу топливных форсунок?
Объясните конструкцию вискозиметра и принцип его работы.
Что такое водное число прибора?
Методика определений кинематической и динамической вязкости жидкого топлива.
Методика определения вязкости смеси мазутов.
Влияние плотности на хранение, транспортировку и подготовку мазута к сжиганию.
Взаимосвязь максимальной температуры застывания и вязкости мазута.
Работа №5. Определения состава продуктов сгорания топлива.
Цель работы: изучение методики проведения газового анализа и использования полученных экспериментальных данных для расчета горения топлива.
Контроль состава продуктов сгорания проводится для определения эффективности сжигания топлива. По данным газового анализа определяются потери теплоты от химической неполноты сгорания топлива g3 потери теплоты с уходящими газами из топливоиспользующей установки g2.
Автоматический газовый анализ позволяет проводить эффективный контроль процесса горения топлива, который включает в себя контроль экономичности, вредных выбросов, температурного режима и др.
Для контроля экономичности процесса горения необходимо оперативно определять прямые потери процесса горения g3 и g4, а так же сопровождающие их потери g2 и потери теплоты на тягу и дутье, и коэффициент избытка воздуха на выходе из топки т.
Контроль g3 заключается в анализе в продуктах сгорания горючих газов СО, Н2 и в ряде случаев СН4, который может проводится путем одновременного либо раздельного определения содержания этих газов.
Классификация приборов, у которых использованы различные методы анализа дымовых газов приведены в таблице №6.
Описание установки
Для лабораторных исследований используется комплект оборудования для газовых анализов КГА –1 (рис. 5), который предназначен для определения объемного содержания суммы всех кислородообразующих газов, кислорода, окиси углерода и непредельных углеводородов в дымовых и газовых смесях.
Таблица №6
Методы измерения | Измеряемые компоненты | Избира- тельность | Быстро- действие | Примечание |
Тепловой, кондуктометрический | H2, CO2 CH4 SO2, H2S NH3, | Низкая | Низкое | - |
Акустический | H2, CO2 | То же | Высокое | - |
Оптико-акустический | CO, CO2, O2 O3, NO, NO2, SO2, NH3, Cl2, H2S | Высокая | То же | - |
Масс-спектральный | CO, Co2, H2, O2, CnHm | То же | Низкое | Требует квалифицированного обслуживания. Сложен в изготовлении. |
Термомагнитный | O2 | -//- | То же | - |
Электромеханический | O2, H2, CO | Средняя | Высокое | Требует стабилизации или компенсации температуры среды. |
Хемолюмисцентный | NO, CnHm | Высокая | То же | Сложен в изготовлении |
Хроматографический | Измерение концентрации различных газов | То же | -//- | Применяется в основном в лабораторных условиях. |
Термохимический | CO+H2, CnHm | Низкая | Среднее | Серийные приборы не освоены. |
Принцип действия комплекта основан на избирательном поглощении поглотительными растворами выше перечисленных компонентов газовой смеси.
Комплект оборудования для газовых анализов состоит из футляра 1, гребенки 2, поглотительных сосудов 3…5, бюретки 6, фильтра 7, уравнительной склянки 8 с краном 9, перекачивающего баллона 10.
Бюретка служит для измерения объема газом. Она представляет собой стеклянную трубку с расширение в верхней части. Нижняя измерительная часть бюретки градуирована по всей длине, цена деления 0,2 мл. Цена деления в расширенной части бюретки 0,1 мл. Поглотительные сосуды включены в общую систему комплекта через кран распределительной гребенки. Сосуды для увеличения активной поверхности при применении вязких растворов заполнены тонкостенными стеклянными трубками.
Методика проведения работы
Пред выполнением работы необходимо проверить комплект на герметичность. Для чего необходимо заполнить склянку водой. Подняв склянку, заполнить бюретки. Открыть краны гребенки – вода из бюретки поступает в поглотительные сосуды. Закрыть кран фильтра и опустить склянку. Если уровень воды в бюретке понизится, а затем будет не подвижным как бюретке, так и в поглотительных сосудах, то комплект герметичен. В случае не герметичности комплект испытывают по частям.
Для исключения влияния на анализ воздуха, находящегося в системе с помощью всасывающе-нагнетательного баллона, газовую смесь несколько раз прокачивают через фильтр, повернув краны гребенки, набирают газовую смесь в бюретку, а затем вытесняют с помощью уравнительной склянки набранный объем в атмосферу.
Далее отмеряют в бюретке 100 мл газовой смеси. Уравнивают давление газа до атмосферного путем выравнивания раствора в уравнительной склянке с уровнем раствора в бюретке, установив его на высоте отметки «0» в бюретке. Затем перекрывают кран на сообщение бюретки с поглотительным сосудом и прокачивают газовую смесь через реактив в нем. Прокачку газа в поглотительный сосуд осуществляют поднятием и опусканием уравнительной склянки. Для этого уравнительную склянку поднять наверх и когда запирающая жидкость в бюретке достигнет нулевой отметки, опустить склянку, газ при этом перекачивается обратно в бюретку, поднимая поглотительный раствор в сосуде до отметки.
Прокачивают газ до полного поглощения компонента, которое заканчивается, если объем газа перестает уменьшаться.
Рис. 5 Комплект оборудования для газовых анализов КГА – 1:
1- футляр; 2- гребенка; 3…5- поглотительные сосуды; 6- бюретка; 7- фильтр; 8- уравнительная склянка; 9- кран;
10- перекачивающий баллон.
Замер объема газа производят через 20…30 с.
Таким образом, газовую смесь прокачивают последовательно через необходимое число сосудов в зависимости от числа определяемых компонентов. Произведя последнюю прокачку, выпускают остаток газа в атмосферу.
Показания отсчитывают по шкале. Поверхность верхней кромки отметки шкалы должны быть касательной к нижней точке мениска при расположении взгляда наблюдателя в той же горизонтальной плоскости.
Объемная доля компонента газовой смеси определяется по формуле:
,
где Uпр – объем газовой смеси до прокачки; Uоб – объем после поглощения компонента; U – объем газовой смеси, набранного в бюретку.
Погрешность измерения объемов 0,2 мл.
Обработка результатов
По заданному составу топлива рассчитывают продуктов полного сгорания по формуле, %
,
где - объем образующийся в результате сгорания углерода и серы, содержащихся в топливе; - объем сухих продуктов сгорания топлива в стехиометрическом количестве воздуха.
Определяют по составу продуктов полного сгорания, разбавленных воздухом, %
,
где RO2 и O2 – процентное содержание RO2 и O2 в анализируемой пробе продуктов полного сгорания топлива.
При содержании в продуктах сгорания СО в числитель формулы для расчета входит не RO2, а «потенциальная величина RO2», т.е. сумма RO2 + СО, а знаменатель – не общее содержание кислорода в продуктах сгорания, а содержание кислорода за вычетом количества, необходимого для окисления СО.
В соответствии с этим формула для определения по данным газового анализа приобретает следующий вид:
.
Сравнивают значение , рассчитанное по составу сжигаемого топлива и