Низшая теплота сгорания древесины в заданные моменты времени
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
?утимой теплопотери мешалки при вращении, теплота испарения воды в калориметре. Поэтому в определенную величину ?t? вводят поправку (?):
?t = ?t? ?. (1.10)
Существует несколько способов определения поправки ?. Рассмотрим графический метод "усреднения по температуре" определения ?t с учётом поправки на теплообмен. Строится графическая зависимость температуры в калориметре от времени.
Кривая АВСD характеризует изменение температуры в ходе калориметрического опыта
АВ - начальный переход; изменение температуры до начала теплового процесса;
ВС - главный период; изменение температуры в процессе протекания теплового процесса;
СD - конечный период; изменение температуры калориметра после окончания теплового процесса.
Рис. 1.5 Графическая зависимость температуры в калориметре от времени.
Для определения изменения температуры в главном периоде, с учетом поправки на теплообмен, расстояние между точками m и n, соответствующим начальной и конечной температуре главного периода делят пополам (точка К) и проводят параллельно оси абсцисс прямую КР. Точка её пересечения с кривой АВСD (точка L) определяет положение прямой EF, перпендикулярной оси абсцисс. Экстраполируя прямые АВ и СD до пересечения с этой прямой. Отрезок tn tk является искомой величиной ?t.
В современных калориметрах, оснащённых компьютерной техникой определение ?t с учётом поправки на теплообмен и теплового значения калориметра (В) проводится с помощью специальных программ, и результаты выводятся на монитор.
. УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП РАБОТЫ КАЛОРИМЕТРА
Рис. 2.1 Калориметр: система IKA- С 5000 control и С 5000 duo-control
.1 Калориметрические измерения
Рис. 2.2 Калориметрическая система
.1.1 Определение общей теплотворности
а) Калориметрическая система
Процессы горения протекают в калориметре при чётко определённых условиях. Для этой цели сосуд разложения заправляется взвешенным образцом топлива. Образец топлива зажигается и измеряется возрастание температуры в калориметрической системе. Общая теплотворность образца вычисляется из:
веса образца;
теплоёмкости (значения С) калориметрической системы;
возрастания температуры воды во внутреннем сосуде измерительной камеры.
б) Условия эксперимента
Для оптимизации процесса горения сосуд разложения наполняется чистым кислородом (99,95 %). Давление кислородной атмосферы в сосуде разложения составляет 30 бар.
Для точного определения общей теплотворности вещества необходимо, чтобы горение протекало при строго определённых условиях. Применяемые стандарты основываются на следующих предпосылках:
температура вещества, которое должно подвергнуться горению, перед горением составляет 22 0С;
вода, содержащаяся в веществе, а также вода, образовавшаяся во время горения компонентов водородосодержащего вещества, после горения находится в жидком состоянии;
не происходит окисления атмосферного азота;
газообразные продукты горения состоят из кислорода, азота, углекислого газа и диоксида серы;
образуется твёрдый пепел.
Однако, зачастую в результате горения образуются не только те вещества, которые перечислены в стандартах. В таких случаях, следует провести анализ образца топлива и продуктов горения, который предоставит данные для поправки в расчётах. При таком вычислении стандартная общая теплотворность определяется на основе измеренной общей теплотворности и данных анализа.
в) Общая теплотворность Но
Общая теплотворность Но вычисляется как частное от деления освобождённого в течение полного сгорания твёрдого или жидкого топлива количества теплоты на вес образца топлива. При таком вычислении образовавшаяся до горения горючих топлива вода должна находится в жидком состоянии после горения.
Исходная температура равна 22 С.
г) Чистая теплотворность Нu
Чистая теплотворность Нu является разностью общей теплотворности и энергии конденсации воды, образовавшейся в результате горения топлива. С технической точки зрения, чистая теплотворность является более важной величиной, так как во всех важных технических применениях только чистая теплотворность может быть оценена в энергетическом отношении.
.1.2 Поправки
Согласно условиям системы, в течение эксперимента на сгорание теплота выделяется не только в результате горения образца, но поступает также от внешней энергии.
Рис. 2.3 Теплота и внешняя энергия
Внешняя энергия может значительно варьироваться по отношению к теплоте горения образца топлива:
а) зажигатель
Теплота горения хлопкового фитиля, который зажигает образец, и теплота электрического зажигания могут нарушить измерения. Этот эффект учтён при вычислении с величиной поправки;
б) вспомогательные виды топлива
Вещества с низкой воспламеняемостью, которые не загораются сразу, сжигаются вместе с вспомогательным топливом. Вспомогательное топливо сначала взвешивается и затем помещается в тигель вместе с образцом. Из веса вспомогательного топлива и уже известной свойственной ему теплотворности возможно определить выделяемое вспомогательным топливом количество теплоты. Следует исправить результат эксперимента на это количество теплоты;
в) сгораемый тигель С14
Сгораемый тигель С14 может быть использован вместо более традиционного тигля. Сгораемый тигель сгорает полностью б