UNIWERSYTET SZCZECIŃSKI
Zakład Mechaniki			Laboratorium Maszynoznawstwa
Temat: Pomiar wartości opałowej paliw stałych.				Numer ćwiczenia:18
nazwisko: Czarnecki imię: Paweł	semestr: V grupa: 1	sprawdzający: drT.Brodziński		data:	ocena:

SPRAWOZDANIE

1. Opis zasady pomiaru kalorymetrycznego.

Wartość opałowa W_d jest to ciepło spalania W_g pomniejszone o ciepło parowania wody wydzielonej z paliwa podczas jego spalania. Wartość opałową oblicza się doświadczalnie z ciepła spalania tj. ilości ciepła spalania w kcal / kg lub cal / g wydzielonego w bombie kalorymetrycznej pomniejszonego o ciepło skraplania się wody w paliwie, które uwalnia się w postaci pary.

Ciepło spalania W_g jest to ilość ciepła wyrażona w kcal / kg paliwa, wydzielona przy całkowitym spalaniu próbki paliwa w bombie kalorymetrycznej , mierzona po skropleniu się pary wodnej i po ochłodzeniu produktów spalania do temperatury początkowej substratów, pomniejszonej o ilość ciepła wydzielonego podczas syntezy i rozpuszczenia H₂SO₄ i HNO₃.

Zależność pomiędzy wartością opałową a ciepłem spalania można określić następująco:

gdzie: r - ciepło parowania wody

f - ilość kg H₂O zawartej w paliwie

Na podstawie pomiarów przy pomocy bomby kalometrycznej ciepło spalania można obliczyć:

K - wartość cieplna kalorymetu (cal / ^oC)

t₁ - najwyższa temperatura okresu głównego (^oC)

t - ostatnia temperatura okresu początkowego ( ^oC)

m - masa próbki (g)

p - poprawka temperatury wynikająca z wymiany ciepła układu kalometrycznego z

otoczeniem

Σ - suma ciepła uzyskana z efektów cieplnych nie związanych z ciepłem spalania

(ciepło spalania drutu oporowego, syntezy kwasu siarkowego i azotowego)

Ilość wydzielonego ciepła po spaleniu próbki badanego paliwa w wypełnionej tlenem bombie kalorymetrycznej znajduje się mierząc przyrost temperatury wody w naczyniu kalorymetrycznym, do którego wstawiona jest bomba.

2. Opis przebiegu ćwiczenia

Rys. Schemat zestawu kalorymetrycznego.

1. Zwarzyć próbkę sproszkowanego, uformowanego w postaci pastylki paliwa.

2. Podwiesić próbkę do uchwytów w głowicy bomby kalorymetrycznej wprowadzając drut oporowy pod tulejki zaciskowe elektrod.

3. Napełnić naczynie kalorymetryczne wodą destylowaną o temperaturze 1 - 1,5^oC niższej od temperatury płaszcza kalorymetru. Ilość wody powinna wynosić 2700 ml.

4. Wprowadzić do korpusu bomby za pomocą pipety 2 - 5 ml wody destylowanej.

5. Napełnić bombę tlenem do ciśnienia 25 kG / cm².

6. Tak przygotowaną bombę kalorymetryczną włożyć do naczynia kalorymetrycznego (bomba powinna być całkowicie zanurzona).

7. Połączyć bombę z przewodem elektrycznym za pomocą kołków kontaktowych.

8. Nakryć kalorymetr pokrywą dwudzielną umieszczając w naczyniu kalorymetrycznym termometr i mieszadło.

9. Włączyć zestaw do sieci.

10. Dokonać pomiaru temperatury (odczytując przez lupę wskazania termometru (8) z dokładnością do 0,005^oC) co 30 sekund w trzech etapach:

• Pierwszy etap składa się z 10-ciu odczytów, w czasie których następuje wyrównanie temperatury wody w naczyniu kalorymetrycznym.

• Drugi etap rozpocząć od spalenia próbki przez włączenie przycisku zapłonowego (22) (zapłon sygnalizuje czerwona lampka kontrolna (15)) i następnie dokonać 10-ciu odczytów temperatury.

• Etap trzeci, to dziesięć dalszych odczytów temperatury w odstępach co 30 sek.

11. Odczyty temperatury z trzech etapów wpisać do tabeli pomiarowej.

12. Po wykonaniu pomiarów należy: wyłączyć z sieci zestaw kalorymetryczny, wyjąć termometr, wyjąć bombę kalorymetryczną, wypuścić z bomby kalorymetrycznej gazy spalinowe i usunąć wodę z naczynia kalorymetrycznego.

3. Rysunek schematyczny bomby kalorymetrycznej.

Rys. Przekrój bomby kalorymetrycznej.

4. 
   Arkusz obliczeniowy.

K=3185 [cal/°C]

m =984 mg

p=0,007°C

∑e=8,32cal

1.

t=21,59

t₁=22,4

2.

t=21,59

t₁=22,87

3.

t=21,6

t₁=23.19

4.

t=21,6

t₁=23,34

5.

t=21,6

t₁=23,44

6.

t=21,6

t₁=23,52

7.

t=21,61

t₁=23,58

8.

t=21,61

t₁=23,61

9.

t=21,61

t₁=23,65

10.

t=21,61

t₁=23,68

5. Wnioski

Po przeprowadzeniu pomiarów stwierdzono, że badane paliwo (kwas benzoesowy) podczas spalania wytwarza bardzo duże ilości ciepła, które jest emitowane na zewnątrz, w tym przypadku jest ono wydalane i mierzone termometrem w płaszczu wodnym. Temperatura okresu początkowego wynosiła 21,59°C, natomiast ostatnia temperatura okresu końcowego wynosiła 23,78°C.

---