Определение тепловой нагрузки газовой плиты

Цель работы:

1.Определение экспериментальным и расчетным путем 3-х основных показателей горелки: тепловой нагрузки, производительности и КПД.

2.Определение низшей теплотворной способности природного или сжиженного газов.

3.Построение графика зависимости η = f(P_гop).

Определение тепловой нагрузки, производительности и КПД горелки, а также часовой расход газа горелкой, приведенный к нормальным условиям, производятся на газобаллонной установке, изображенной на рис.6 (см. лабораторную работу № 6).

Описание экспериментальной установки и методику проведения работы см. в лабораторной работе № 6. Кроме этого, настраивают клапан регулятора давления на три различных давления у газовой горелки (Р_гор=130, 300, 200 мм вод. ст.), Для трех различных давлений у устья горелки производят измерения и обработку их данных, получая при этом КПД горелки плиты.

Общие теоретические положения

Важнейшей характеристикой газовой горелки является ее тепловая нагрузка - все затраченное газовой горелкой количество тепла, равное произведению теплотворной способности газа Q_н^р на часовой расход газа V_r:

Q_тн = Q_тн V_r,

где V_r - часовой расход газа горелкой, Нм³/ч; определение его производится по методике лабораторной работы №6, а значения берутся из протокола № 6, Нм³/ч;

Q_н^р - низшая теплотворная способность газообразного топлива при известном составе его в объемных процентах достаточно точно определяется по выражению

Q_н^р = 85,5 СН₄ + 152 С₂Н₆ + 218 С₃Н₈ + 284 С₄Н₁₀ + 350 С₅Н₁₂ + 141 С₂Н₄ + 205 С₃Н₆ + 271 С₄Н₈ + 25,8 Н₂ + 30,2 СО, ккал/нм³или умноженное на 4,18 в кДж/нм³ , где СН₄, С₂Н₆, С_зН₈ ... C₄H₈, Н₂, СО - содержание в газообразном топливе метана, этана, пропана, этилена, пропилена, окиси углерода и проч. в процентах по объему;

85,5; 152 - низшие теплотворные способности метана, этана и др., пересчитанные на 1% горючего компонента, содержащегося в газообразном топливе.

Теплотворная способность природного и сжиженного газа при известном составе его в объемных процентах может быть также определена по выражению

Q_н^р = 4,18(6600n + 1950), кДж/нм³,

где n - углеродное число для смеси метанового ряда и балласта.

Б = СО₂ + N₂ , определяемое по выражению

n = (СН₄ +2 С₂Н₆ + 3 С₃Н₈ +...)/(100 - Б).

В случае, если состав газа неизвестен, Q_н^р определяется экспериментально на автоматическом калориметре или другим хромотографическим методом.

Сосуд с водой, установленный на газовой плите, воспринимает тепло горелки при сжигании газообразного топлива. Это полезноиспользованное тепло горелки Q_n (производительность горелки) расходуется на нагрев воды за время опыта Q_B, сосуда Q_c и отдачу тепла сосудом в окружающую среду Q₀ (кДж/ч), то есть

Qn = (Qв + Qc + Q₀) x 60 / τ.

Тепло на нагрев воды Q_B подсчитывается по зависимости (кДж):

Q_в = G_в´ C ´ (t_к-t_н),

где G_в - масса воды, нагреваемой в сосуде, кг;

С - теплоемкость воды, кДж/(кг К);

t_кt_н - температура воды соответственно в начале, и конце опыта, К.

Тепло на нагрев сосуда составит (кДж):

Q_о = G_с´ C_с ´ (t_к-t_н),

где С_с - теплоемкость материала сосуда, кДж/кг-К;

t_H - начальная температура материала сосуда, которая может быть принята равной начальной температуре воды, К;

t_к - конечная температура сосуда; равная температуре воды в конце опыта (в момент снятия опытных данных), К.

Тепло, отдаваемое поверхностью сосуда в окружающую среду, составит (кДж):

Q_о = Q_о^к + Q_о^р

где Q₀^K - тепло, отдаваемое конвективным путем (это тепло не учитывается, так как стоящий на газовой плите сосуд омывается отходящими газами);

Q₀^Р - тепло, отдаваемое поверхностью сосуда радиацией, определяется по выражению (кДж):

где ε - степень черноты полного нормального излучения материала сосуда;

С₀ - коэффициент лучеиспускания абсолютно черного тела,

Со=5,7, Вт/(м²-град⁴);

F - поверхность теплообмена, м²;

t₁ - температура поверхности сосуда (К):

;

Т₂ - температура окружающего воздуха, К;

τ - время опыта, мин.

Сравнение воспринятого Q_п и затраченного Q_тн количества тепла или отношение производительности Q_n к тепловой нагрузке горелки Q_TH дает важнейшую характеристику газовой плиты - коэффициент полезного действия горелки η = Q_n / q_th.

Основные данные измерений берут из протокола № 6 лабораторной работы № 6 и вносят их в соответствующие графы протокола № 7, сюда же заносят и результаты их обработки.

Обработка опытных данных производится в единицах системы СИ. По полученным данным, протокола испытаний № 7 для трех различных давлений у устья газовой горелки, строят график зависимости.

Протокол испытаний № 7

№ п/п	Данные измерений
	T₂	G_в	G_c	t_н	P_б	Р_с	t_н	τ₁	τ₂	V₁	V₂	P_гор	t_к
	К	кг	кг	К	Па	Па	К	мин	мин	м³	м³	Па	К
1.	2.	3.	4.	5.	6.	7.	8.	9.	10.	11.	12.	13.	14.
1.													303
2.													313
3.													323
4.													333
5.													343

№ п/п	Результаты обработки опытных данных
								τ₁	τ₂	V₁	V₂	P_гор	t_к
	Па	Па	Па	мин	м³	Нм³	Нм³/ч	кДж
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14
1
2
3
4
5

Лабораторная работа № 8

Дата добавления: 2018-04-15; просмотров: 410; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 1 2 3 4 5 678 9 10 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!