Kütused ja põlemisteooria praktikum 9 - TAHKEKÜTUSE JA VEDELKÜTUSE KÜTTEVÄÄRTUSE MÄÄRAMINE (0)

TALLINNA TEHNIKAÜLIKOOL
Mehaanikateaduskond
Soojustehnika instituut
Praktiline töö aines KÜTUSED JA PÕLEMISTEOORIA
Töö nr. 9
TAHKEKÜTUSE JA VEDELKÜTUSE KÜTTEVÄÄRTUSE MÄÄRAMINE
Üliõpilased:
Matrikli nr.-d:
Rühm: MASB-41
Õppejõud: Heli Lootus
Töö tehtud:
Esitatud:
Arvestatud:
Skeem
Töö eesmärk:
Määrata kütuse kütteväärtus kalorimeetrilises pommis ning tutvuda ülemise ja alumise kütteväärtuse arvutamise metoodikaga.
Tööks vajalikud vahendid:
1) kalorimeeter B-O8MA
2)analüütilised kaalud
3)press kütuse brikettimiseks
4)hapnikuballoon
Katseseadme skeem ja tööpõhimõtte kirjeldus:
Tahke ja vedelkütuse kütteväärtus määratakse laboratoorselt kalorimeetris. Meetod põhineb teatud kütuse hulga põletamisel ümbritsevast keskkonnast soojuslikult isoleeritud süsteemis, mille soojussisalduse kasvu järgi määratakse kütuse põlemisel vabanenud soojushulk .
Selleks et põlemine kalorimeetris kulgeks täielikult ja kiiresti, põletatakse kütus erilises paksuseinalises hermeetiliselt suletavas terasnõus hapniku atmosfääris rõhuga 2,5...3,0 MPa.
Kütuse põlemisel vabanev soojushulk kulub kalorimeetrilise pommi ja kalorimeetri teiste osade temperatuuri tõstmiseks. Mõõtes temperatuuri tõusu ja teades kogu kalorimeetrilise süsteemi soojusmahtuvust, võib arvutada soojushulga, mis vabaneb antud kütusekoguse põlemisel.
Kütuse täielikul põlemisel aurukatla või tööstusahju koldes põleb kütuse süsinik süsinikdioksiidiks CO2, veisnik veeks ja väävel väääveldioksiidiks ja lämmastik eraldub vabal kujul.
Kütuse põlemine rõhu all hapniku atmosfääris põlevad kütuse süsinik ja vesinik samuti vastavalt süsinikdioksiidik ja veeks kuid kütuse väävel vääveltrioksiidiks ja lämmastiks N2O5 'ks kusjuures need ühendid veeauruga reageerides moodustavad vastavalt väävel ja lämmastikhappe. Need reaktsioonid kulgevad täiendava soojuse eraldumisega, järelikult vabaneb kütuse täielikul põlemisel koldes vähem soojust kui tema põlemisel kalorimeetris. Erinevuse moodustab soojushulk, mis vabaneb lämmastikhappe moodustamisel, tema lahustumisel vees.
Kütuse põlemisgaasid sisaldavad alati veeauru, mis moodustub kütuse vesiniku põlemisel ja niiskuse aurustumisel. Veeauru kondenseerumisel vabaneb aurustumissoojus. Juhul kui kütteväärtuse määramise tingimused on sellised, et katse lõpptemperatuuril veeaur ei kondenseeru, jääb see osa kütuse põlemise soojust, mis kulutati vee aurustamiseks, vabanemata ja tulemusena määratava kütteväärtus osutub madalamaks sellest, mis saadakse siis, kui katse lõpptemperatuuril veeaur täielikult kondenseerub.
Töö sooritamine:

Valmistada pressi all kütusebrikett. Briketi mass peab olema piirides 1,001 kuni 1,010g

Määrata süütejuhtme mass. Selleks kaaluda 10...15 vasktraadi lõiku pikkusega 65...70mm ja leida ühe lõigu keskmine.

Asteada brikett tiiglisse ning tiigel kaane külge kinnitatud hoiderõngale. Pommi kaas paigutada spetsiaalsele alusele

Süütetraadi üks ots ühendada elektroodiga ja kinnitada elektroodil oleva torukesega. Traadi teine ots viia läbi briketi august ning kinnistada torukese abil teise elektroodi külge.

Valada pipeti abil 1ml destilleeritud vett pommi kaane soonde

Kontrollida süüteahela takistus, mis peab olema 0,9 kuni 1,1 oomi

Asetada kaas pommile ja keerata kaanele surverüngas. Kontrollida uuesti ahela takistust

Avada sisselaskeventiiil „1“ ja väljalaskeventiil „2“ poole pöörde võrra, eemaldada ventiilide kapslid . Sisselaskeventiil ühendada manomeetrist tuleva hapnikutoruga.

Avada erivõtmega hapnikuballooni ventiil , reguleerida reduktori väljundis rõhk 3,1MPA ja manomeetri nõelklappi sujuvalta vades eemaldada pommist õhk hapnikuga läbipuhumise teel 2 minuti jooksul

Sulgeda väljalaskeventiil „2“ ja täita aeglaselt pomm hapnikuga. Rõhul 3MPa sulgeda manomeetri nõelklapp ja fikseerida sisselaksventiil kontramutriga

Ühendada juhtmetega omavahel pommi ja anuma klemmid

keerata pommi kaanes olevasse avasse kruvi, millega tõsta pomm kalorimeetrisse. Jälgida, et juhtmed ei takistaks segisti liikumist. Eemaldada pommi tõstmise kruvi.

Täita kalorimeeter destileeritud veega.

Ühendada pommi süüte- ja kütteahelad kalorimeetri anumal olevate klemmidega

lülitada toitepistik võrku ning vajutada nuppudele „CET“ ja „MEŠALKI“

Sulgeda kalorimeetri anum kaanega

Täita metastaatilise termomeetri kapillaar elavõhedaga selliselt et vee algtemperatuuril kalorimeetris 25+-0,2 oC elavhõbedasammas ulatus skaalajaotuseni 1,2

Kinnitada Metastaatiline termomeetere oma pesasse.

Kontrollida vibraatori tööd.

Reguleerida kesta vee temperatuuriks 27,5 oC

Lülitada sisse kalorimeetrilise anuma kütteelement.

Pärast seda, kui vee temperatuur anumas hakkab ühtlaselt muutuma , tehakse temperatuuril 25 oC (voltmeetril 0,800) alglugem, pärast seda mõõta iga minuti järel kella kolmanda signaali ajal kalorimeetri temperatuur jurdeasvuna alglugemi suhtes.
Arvutused:
Uuritava proovi kütteväärtus:
Qp = 20,2 MJ
Ülemine kütteväärtus:
Alumine kütteväärtus:
Põlevkivi
Kütteväärtus pommis Qp
20200 kJ/kg
Ülemine kütteväärtus Qs
20002,4 kJ/kg
Alumine kütteväärtus Qi
19347,6 kJ/kg
Järeldus
Pommis saadud kütteväärtus on 20200 kJ/kg. Põlevkivi alumine kütteväärtus on 19347,6 kJ/ka ja ülemine kütteväärtus on 20002,4 kJ/kg. Pommis saadud kütteväärtus on suurem, kui põlevkivi ülemine kütteväärtus. Selle põhjuseks võib olla see, et me ei oodanud õige temperatuuri saavutamist ning alustasime mõõtmisega varem.