Низшая теплота сгорания древесины в заданные моменты времени
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
з влаги"(Дж/г);
Huraw - чистая теплотворность образца в сыром состоянии (Дж/г);
Huwaf - чистая теплотворность образца в исходном состоянии "без воды и пепла" (Дж/г);
HCI - титрированное количество хлороводородной кислоты (мл);
Hfan - гигроскопическая влага (%);
Н2аn - процент водорода в исходном состоянии "анализ влаги" (%);
H2raw - процент водорода в сыром состоянии (%);
H2waf - процент водорода в исходном состоянии "без воды и пепла" (%);
Н2O - процент всей воды (сумма воды горения, неочищенной влаги и гигроскопической влаги) (%);
H2Oraw - процент всей воды в сыром состоянии (%);
т - масса образца топлива (г);
тх - измеренное значение № х;
MRF - средняя относительная погрешность;
MW - среднее значение;
n - номер градировочных измерений;
Nan - азот в исходном состоянии "анализ влаги" (%);
Na2C03 - содержание соды (мл);
SQ - сумма внешней энергии как функция способа расчёта;
QN - внешняя энергия от образования азотной кислоты;
QS - внешняя энергия от образования серной кислоты;
QZ - внешняя энергия от зажигания, горения хлопкового фитиля, вспомогательного топлива. По умолчанию задаётся значение 120 Дж, это значение может быть изменено посредством ручного ввода в блок QExtran1 (Дж);
Q1 - внешняя энергия от электрического зажигания и горения хлопкового фитиля (Дж);
San - процент серы в исходном состоянии "анализ влаги" (%);
Sraw - процент серы в сыром состоянии (%);
T - возрастание температуры калориметрической системы в течение эксперимента на сжигание.
. РАСЧЕТНЫЕ МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НИЗШЕЙ ТЕПЛОТЫ СГОРАНИЯ
При расчетах теплового баланса на пожаре определяют, как правило, низшую теплоту сгорания (таблица 3.1). Количество тепла, выделяющегося при сгорании единицы массы (объема) горючего при газообразном состоянии воды:
Qв - Qн = Qис, (3.1)
где Qв - высшая теплота сгорания; Qн - низшая теплота сгорания; Qис - теплота испарения воды, образующейся при сгорании вещества.
Таблица 3.1- Расчетные методы определения низшей теплоты сгорания
Тип горючего веществаРасчетные формулыРазмерностьИндивидуальные веществакДж/мольВещества сложного состава (формула Д.И. Менделеева)кДж/кгСмесь газовкДж/моль; кДж/м3
Здесь - соответственно теплота образования одного кмоля i - го конечного продукта горения и j - го исходного вещества; ni, nj - соответственно количество кмолей i - го продукта реакции и j - го исходного вещества в уравнении реакции горения; C, H, S, W - соответственно содержание, % (масс.) углерода, водорода, серы и влаги в составе вещества; О - сумма кислорода и азота, % (вес.); QHi - низшая теплота сгорания i - го горючего компонента газовой смеси, кДж/кмоль; - содержание i - го горючего компонента в газовой смеси, % (об.).
Расчет теплоты сгорания газовоздушных смесей проводят по формуле:
, (3.2)
где Qнсм - теплота сгорания газовоздущной смеси, кДж/м3, кДж/кмоль; QH - низшая теплота сгорания низшего вещества, кДж/м3, кДж/кмоль; ?R - концентрация горючего в смеси с окислителем, %(об.).
Удельная скорость (интенсивность) тепловыделения при горении равна:
q = QH - UM, (3.3)
где q - удельная интенсивность тепловыделения, кВт/м2; UM - массовая скорость выгорания, кг/(м2с).
Скорость тепловыделения при горении (теплота пожара) равна:
П = QHUMF (3.4)
где qП - интенсивность тепловыделения, кВт; F - площадь горения, м2.
С условием того, что средний состав древесины следующий:
углерод (С) = 49 %;
водород (Н) = 8%;
кислород (О) = 43%.
Расчетная низшая теплота сгорания древесины составит:
4. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА
Для определения низшей теплоты сгорания мы провели опыты на калориметре. Были взяты образцы разных пород древесины: березы, дуба, сосны, осины и груши. Первые образцы древесины, каждой породы, оставляли влажными. Вторую партию образцов - поместили в печь и обезвожили под температурой 100оС. Третью партию образцов - в печи под температурой 250 оС довели до потери в образцах гемицеллюлозы. Четвертую партию - до потери в образцах гемицеллюлозы и целлюлозы. Пятую партию разлагали до углеродистого остатка. После разложения образцов древесины, для каждого образца в отдельности определялась низшая теплота сгорания:
а) подключаем калориметр к источнику энергии. Включаем кнопку включения измерительной камеры. Система начинает загружаться. Створка измерительной камеры автоматически открывается и на табло пульта управления появляется вступительное окно;
б) ждем 3-5 мин., мы подтверждаете вступительное окно клавишей ОК, проконтролируем визуально уровень воды во внутреннем сосуде. Если уровень воды выше, чем 1 см от дна сосуда, насос откачает остаток воды из внутреннего сосуда в расширительный резервуар. После чего следует долить 50 мл жидкости в расширительный резервуар;
в) включаем кнопку включения охлаждающего блока, для установления стабильных температурных условий в измерительной камере требуется около 30 минут;
г) открываем подачу кислорода из баллона. Давление кислорода должно составлять 30 бар, но ни в коем случае не должно превышать 40 бар. (Используем кислород сорта 3.5 99,95%-ый чистый кислород);
д) выбираем нужный Нам процесс: для этого устанавливаем курсор в строке меню на Conf., открываем окно меню и вызываем диалоговый блок Settings ("Настройки"). Окно показывает конфигурационные блоки Operation (эксплуатация), Operating mode (способ эксплуатации), Reference gross calorific value (эталонная общая теплотвор