WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 7 |

Vг Можна вважати, що Vд Vпов + Vг Якщо до того ж під час досліду витримати рівність t = t = t = t, то різниця д пов г конд t t t пов [(Vд Cдд0 tд + Mконд CH2O tконд)-(Vпов Cпов.0 tпов + Vг Cгг0 tг)]..

виходить настільки малою, що нею можливо знехтувати. Якщо ж рівність температур не витримується, то цю обставину враховують поправкою f = 0,042 (tд - tпов). (1.9) За час досліду через калориметр проходить 7 – 10 кг води, при цьому різниця температур (tH2O.к - tH2O.п) повинна складати не більш 1012 °С. Таким чином, вода поглинає приблизно 7 10 4,18 = 292,6 кДж.

Теплові втрати калориметра за цей же період Qвтр = (tзов.к - tнавкол.к ) Fк Коефіцієнт тепловіддачі у гіршому ви.

падку 2 5 Вт / м2 o С, температура зовнішньої поверхні калориметра tзов.к приблизно дорівнює температурі води, що виходить з калориo, метра, тобто 25 – 35 °С, tнавк 15 20 С площа зовнішньої поверхні калориметра Fк 0,3 м2, час досліду приблизно = 10 хв. (600 с), тоді Qвтр = 510 0,3 600 = 9000 Дж 9 кДж Ця величина складає 3 % від теплоти, яка поглинається водою, і нею також можна знехтувати. Для зменшення цієї похибки поверхню калориметра нікелюють та полірують так, щоб Qвтр ледве перевищувало 1 2 кДж, що дає похибку 0,5 %.

Враховуючи це, вища теплота згоряння може бути визначена з формули (за умови, що tд = tпов = tг ):

Mв CH2O (tH2O.к - tH2O.п).

р Qв = (1.10) Vг Якщо ж остання рівність не додержується, то з формули:

Mв CH2O (tH2O.к - tH2O.п) р Qв = (1+ f ). (1.11) Vг Нижча теплота згоряння може бути знайдена по вже відомій вищій теплоти згоряння з урахуванням (1.4) Mконд р р р Qн = Qв - 2500 mк.уд = Qв - 2500. (1.12) Vг 5. ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ РОБОТИ Відкривають вхідний вентиль та заповнюють калориметричну систему водою, поки з зливної трубки 15 (рис. 1.1) не піде вода. Далі відкривають вхідний вентиль газового пальника та пропускають через систему 2 – 5 дм3 газу, щоб витіснити з газової магістралі повітря для уникнення утворення вибухової суміші. Запалюють газ. За допомогою шайби пальника встановлюють таку витрату повітря через пальник, щоб полум'я виходило безбарвним. Вміст СО у продуктах горіння не повинен перевищувати 0,1%.

Працюючий пальник встановлюють у камеру зпалювання та контролюють наявність полум'я за допомогою дзеркальца 8 (рис. 1.2). Після встановлення пальника у камеру зпалювання температура води на виході з калориметра починає підвищуватися. В цей час слід за допомогою крана встановити таку витрату води через калориметр, щоб різниця температур на вході та виході з калориметра дорівнювала приблизно 10 12 °С.

За допомогою шибера 22 (рис. 1.1) регулюють опір димового тракту таким чином, щоб температура продуктів згоряння не перевищувала температуру повітря в приміщенні більш, ніж на 3 °С. Дочікуються сталого теплового стану калориметра (різниця температур за час досліду не повинна перевищувати 0,1 °С) та розпочинають дослід. Дані дослідів занотовують у попередньо підготовлену таблицю 1.1.

Таблиця 1.Результати вимірювань № Тиск газу в га- Атмосферний Температура води в зомірі, Pг тиск, Pатм калориметрі, °С на вході на виході мм.вод.ст мм.рт.ст Продовження таблиці 1.№ Перепад Кількість Кількість Кількість га- Температемпера- конденсату, води, що зу, що тура диму тури, °С Mконд, кг пройшла че- пройшла че- на виході з рез калори- рез газовий калоримеметр, Мв кг лічильник, тра, Vг, м3 t, °С д Початок досліду починаємо оді, коли стрілка лічильника знаходиться біля якоїсь цілої цифри (краще біля нуля). За час досліду спалюємо 10 дм3 газу.

На початку досліду за допомогою крана 9 спрямовуємо воду в мірну судину, одночасно замінюючи судину для збирання конденсату мірною мензуркою.

Фіксують температуру води на вході та виході з калориметра та температуру диму. Після проходження раніше зазначеної кількості газу (10 дм3) воду знову спрямовують у каналізацію за допомогою крану 9.

Виключають пальник 18 (рис. 1.1), дослід вважають закінченим. Воду через калориметр пропускають ~ 10 хвилин після закінчення досліду, після чого відключають і воду. Вимірюють кількість води, яка пройшла через калориметр за час досліду – Mв та кількість конденсату, який зібрано за час всього досліду – Mконд. Розпочинають розрахунки.

6. РОЗРАХУНКОВА ЧАСТИНА 6.1. Кількість газу, яка пройшла через калориметр, зведена до нормальних умов:

Pатм + Pг - Pнас Vг0 = Vг, мPатм Tг Pатм – атмосферний тиск, Па (мм.рт.ст);

Pг – надлишковий тиск газу, Па (мм.вод.ст);

Pнас – парціальний тиск насиченої водяної пари при температурі газу, Па, (табл. 1.2);

Tг – температура газу, К;

Vг – кількість газу, виміряного лічильником, м3.

6.2. Вища теплота згоряння:

Mв CH2O (tH2O.к - tH2O.п).

р Qв = Vг6.3. Нижча теплота згоряння:

Мконд р р Qн = Qв - 2500.

VгТаблиця 1.Парціальний тиск водяної пари у вологому насиченому повітрі Температура, °С Pнас, кПа Температура, °С Pнас, кПа 10 1,225 22 2,12 1,398 24 2,14 1,597 26 3,16 1,81 28 3,18 2,065 30 4,20 2,33 32 4,7. ВИМОГИ ДО ЗВІТУ Звіт повинен містити:

– назву та мету роботи;

– схему дослідної установки (рис. 1.2) та опис її;

– порядок проведення роботи та таблицю спостережень;

– розрахункову частину.

8. КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ 8.1. Що таке теплота згоряння палива 8.2. Які види теплоти згоряння існують 8.3. В чому принципова відмінність між вищою та нижчою теплотами згоряння 8.4. У чому складається сутність калориметричного методу визначення теплоти згоряння 8.5. Поясніть будову калориметра Юнкерса.

8.6. Запишіть тепловий баланс калориметра.

8.7. Які вимоги до проведення експериментального визначення теплоти згоряння витікають з рівняння теплового балансу калориметра 8.8. Опишіть порядок проведення досліду.

8.9. Чому дослід проводять за умов сталого теплового стану калориметра 8.10. Яку теплоту згоряння визначають за допомогою калориметра Юнкерса ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № ВИЗНАЧЕННЯ ТЕМПЕРАТУРИ СПАЛАХУ МАЗУТУ 1. МЕТА РОБОТИ Набуття навичок у визначенні температури спалаху нафтопродуктів за допомогою приладу ПВНЕ (прилад електричний для визначення температури спалаху нафтопродуктів) у закритому тиглі.

2. ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ Опалення багатьох видів металургійних печей здійснюється за допомогою прямогінних і крекінг-мазутів та менш часто кам'яновугільними та сланцевими смолами. Мазути, як і нафта, є сумішшю вуглеводнів, які мають неоднакові температури кипіння і киплять в якомусь інтервалі температур. На початку цього інтервалу починають кипіти більш легкі фракції мазуту, в кінці інтервалу – більш важкі. Природно, що під час кипіння вуглеводнів відбувається їх випаровування і змішування з навколишнім повітряним середовищем, якщо воно є над поверхнею мазуту.

Коли концентрація цієї пари у суміші з повітрям досягне нижньої межі спалаху пари даного вуглеводня, то вона може спалахнути при піднесенні відкритого вогню. Якщо температура підігріву мазуту менше температури кипіння першого легкокиплячого вуглеводня (та інших вуглеводнів), випаровування також відбувається, але концентрація пари у повітрі виходить менше нижньої межі вказаного вуглеводня і тому спалах пари не відбувається, при наявності відкритого полум'я.

Із сказаного ясно, що спалах вуглеводнів, які випаровуються може відбутися тільки під час інтенсивного їх виділення з мазуту. Цей момент має велике практичне значення, тому що при нагріванні мазуту до температури інтенсивного виділення вуглеводнів всяка випадкова іскра може створити пожеженебезпечну обстановку. З цих причин температуру початку рясного випаровування фракцій мазуту, які легко виділяються, експериментально визначають, як для кожної марки мазуту, так і для кожної нової партії мазуту. Цю температуру загальноприйнято називати температурою спалаху нафтопродукту.

Таких чином, під температурою спалаху розуміють температуру початку рясного випаровування фракцій мазуту, що можуть спалахнути при піднесенні відкритого вогню.

Ясно, що температура підігріву мазуту повинна бути менше за температуру спалаху. У практиці мазут нагрівають до температури, яка приблизно на 10 °С менш за температуру спалаху. У мазутів, які зараз використовують у промисловості, температура спалаху буває у таких межах:

а) парафиністі мазути – 60 70 °С;

б) прямогінні мазути, які не містять парафінів – 135 237 °С;

в) крекінг–залишки – 240 335 °С.

Необхідно пам'ятати, що рясне виділення всякої пари мазуту (у тому числі і водяної з обводнених мазутів) призводить до його спінення, під час якого об'єм мазуту може збільшитися у 5 – 8 разів. При відкритому мазутосховищі спінення мазуту призвести до виливання мазуту його і до всіх пов'язаних з цим небезпечностям (пожежа, забруднення навколишнього середовища і т. п.). Тому з цих причин не можна нагрівати обводнений мазут вище 100 °С.

Слід розрізняти температури спалаху та температуру займання мазуту. Під час спалаху легких фракцій мазуту спостерігається дуже швидке загасання вогню, внаслідок їх вигоряння. При досягненні ж температури займання спостерігається стійке горіння всіх фракцій мазуту на його поверхні. Тому слід пам'ятати, що тривале утримування мазуту при температурі, яка дорівнює або вище температури спалаху – tсп і можливе вигоряння легких фракцій, може викликати нагрів поверхні мазуту до температури займання – tз і як наслідок до пожежі. Температура займання для мазутів складає 500 600 °С. При нагріванні до цієї температури мазут займається без опалювання його відкритим полум’ям.

3. ОПИС УСТАНОВКИ Установка для визначення температури спалаху включає в себе:

– прилад ПВНЕ;

– реостат;

– два термометри.

Схема приладу ПВНЕ наведена на рис. 2.1.

Рис. 2.1. Схема приладу ПВНЕ Основні вузли приладу: тигель 3, кришка тигля 5 та ванна 2 з електронагрівачем.

Тигель з гнізда ванни виймають рогачем. Для цієї мети на фланці є два крючка. На внутрішній поверхні тигля мається круговий уступ – покажчик рівня нафтопродукту під час проведення випробувань.

На кришці прорізано три отвори трапецоїдної форми. У неробочому стані вони закриті заслінкою з двома отворами, які відповідають середньому та боковому отворам кришки. При обертанні заслінки рукояткою 11 відкриваються бокові отвори кришки, а зубець 7 впирається в нижню частину лампочки, нахиляючи її до отвору у кришці. Повернення заслінки та лампочки в первісний стан відбувається під дією пружини, яка знаходиться в рукоятці переміщення заслінки.

Для перемішування нафтопродукту та суміші пари з повітрям, яка утворюється над його поверхнею служить мішалка, яка являє собою стержень з закріпленими на ньому двома парами лопастів. Нижня пара лопастів перемішує нафтопродукт, верхня – суміш його пари з повітрям.

Верхній кінець стержня мішалки прикріплено до гнучкого валика з рукояткою для ручного обертання або за допомогою електродвигуна, який повинен забезпечити обертання лопастів зі швидкістю с =1 ± 0,25 с-1.

Ванна включає електричний нагрівач, який розміщено всередині корпусу з кришкою. Кришка має в центрі отвір для встановлення тигля у стакан нагрівача. По дну та боковій поверхні стакана нагрівача укладена спіраль (металевий дріт Х20Н80 – Н 0,4 мм, довжиною 15 м). Дріт намотано на оправки 2 мм та розтягнуто на довжину 1,3 м. На спіраль нанизані керамічні буси. Кінці спіралі виведено до двох затискачів, що розташовані на боковій поверхні корпусу. Корпус всередині заповнений теплоізоляційним матеріалом.

Живлення приладу здійснено від мережі змінного струму напругою 220 В за допомогою регулятора напруги (див. схему рис. 2). Регулятор напруги дозволяє плавно змінювати швидкість нагрівання нафтопродуктів. Знизу на корпусі є гвинт 1 для заземлення приладу.

4. ПОРЯДОК ПРОВЕДЕННЯ РОБОТИ 4.1. Підготовка приладу до роботи.

4.1.1. Перед початком роботи прилад необхідно заземлити.

4.1.2. Тигель приладу, кришку, заслінку та мішалку промити чистим бензином або сірчаним ефіром та ретельно висушити, щоб залишки бензину або ефіру не спотворили результату досліду.

4.1.3. Якщо нафтопродукт містить більш ніж 0,05 % води, його перед визначенням температури спалаху зневоднюють, оброблюючи свіжопрожареною та охолодженою кухонною сіллю, сульфатом калію або хлористим кальцієм.

4.1.4. Налити нафтопродукт у тигель до появи світлої струминки, яка пробігає уздовж кругового уступу. Далі закрити тигель чистою сухою кришкою 5 та розмістити у нагрівальній ванні. У патрубок 9 встановити термометр, попередньо промитий та висушений, просуваючи його до упору.

4.1.5. Запалити газовий пальник, або гнотову лампочку, яка повинна бути попередньо заправлена легким маслом або мастилом (індустріальне, трансформаторне). Полум'я треба відрегулювати так, щоб форма його була близькою, до кулі 3 – 4 мм.

4.1.6. Прилад розміщують у такому місці кімнати, де непомітно руху повітря і де освітлення таке мале, що спалах добре видно.

4.2. Проведення досліду.

4.2.1. Прилад підключити до мережі відповідно до схеми на рис. 2.і проводити нагрів таким чином:

– якщо відомо, що нафтопродукт має температуру спалаху до 50 °С, температуру в тиглі підвищують зі швидкістю 1 °С на хвилину неперервно перемішуючи нафтопродукт з початку до кінця досліду;

– якщо температура спалаху нафтопродукту лежить у межах 50 150 °С то нагрів спочатку ведуть зі швидкістю 5 8 °С на хвилину, а для нафтопродуктів з температурою спалаху більше 150 °С – зі швидкістю 10 12 °С за хвилину при безперервному перемішуванні. Коли нафтопродукт буде нагрітий до температури на 30 °С нижче припустимої температури спалаху, нагрівання ведуть зі швидкість 2 °С на хвилину.

Рис. 2.2 Електрична схема живлення приладу ПВНЕ:

1 – нагрівач; 2 – регулятор напруги 4.2.2. Коли температура нафтопродукту стане на 10 °С нижче очікуваної температури спалаху починають проводити випробування на спалах через 1 °С для продуктів з температурою спалаху до 50 °С, та через 2 °С – для продуктів з температурою спалаху вище 50 °С.

Нафтопродукт при цьому переміщують весь час обертанням мішалки. Перемішування припиняти тільки у момент випробування на спалах.

Для запалювання пари отвір кришки відкривають рукояткою 11 на 1 секунду, якщо спалах не відбувся, продукт продовжують перемішувати, повторюючи операцію запалювання.

4.2.3. За температуру спалаху приймають температуру, яку показує термометр при з'явленні першого синього полум’я над поверхнею нафтопродуктів.

4.2.4. Випробування на спалах проводити не менш, як 3 рази із свіжими порціями того ж нафтопродукту. Температура спалаху досліджуваного нафтопродукту на даному приладі визначається, як середнє арифметичне трьох вимірювань.

Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 7 |



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.