L A B O R A T O R I U M T E C H N I K I C I E P L N E J
I N S T Y T U T U T E C H N I K I C I E P L N E J
W Y D Z I A A I N {Y N I E R I I ZR O D O W I S K A
I E N E R G E T Y K I
P O L I T E C H N I K I ZL S K I E J
I N S T R U K C J A L A B O R A T O R Y J N A
T e m a t w i c z e n i a :
W Y Z N A C Z A N I E C I E P AA S P A L A N I A
I W A R T O ZC I O P A AO W E J P A L I W G A Z O W Y C H
W y z n a c z a n i e c i e p Ba s p a l a n i a i w a r t o [c i o p a Bo w e j p a l i w g a z o w y c h 2
1 . P O D S T A W Y T E O R E T Y C Z N E
S p a l a n i e j e s t e g z o t e r m i c z n r e a k c j p o l e g a j c n a Bc z e n i u s i p a l i w a z t l e n e m . M o |e
o n o b y z u p e Bn e i c a Bk o w i t e ( s p a l i n y n i e z a w i e r a j s u b s t a n c j i p a l n y c h o r a z c a Ba m a s a p a l i w a
u l e g a s p a l e n i u ) , l u b n i e z u p e Bn e o r a z n i e c a Bk o w i t e w p r z y p a d k a c h , g d y i l o [ t l e n u j e s t
n i e w y s t a r c z a j c a .
P r o w a d z c o b l i c z e n i a b i l a n s o w e p r o c e s w c h e m i c z n y c h e n t a l p i p o s z c z e g l n y c h
s u b s t a n c j i b i o r c y c h u d z i a B w p r o c e s i e o k r e [l a m y z g o d n i e z r e g u B:
I = I c h , u + I ,
( 1 )
f
g d z i e :
I e n t a l p i a s u b s t a n c j i w d a n y c h w a r u n k a c h ,
I c h , u e n t a l p i a c h e m i c z n a s u b s t a n c j i w w a r u n k a c h u m o w n y c h ,
I f f i z y c z n a n a d w y |k a e n t a l p i i p o n a d s t a n u m o w n y .
W m i e j s c e e n t a l p i i c h e m i c z n e j w s t a n i e o d n i e s i e n i a p o d s t a w i a m y e n t a l p i t w o r z e n i a ,
w a r t o [ o p a Bo w l u b c i e p Bo s p a l a n i a s u b s t a n c j i . D w a o s t a t n i e p o d e j [c i a s z r e g u By s t o s o w a n e
p o d c z a s b i l a n s o w a n i a p r o c e s w s p a l a n i a .
W a r t o [ o p a Bo w a W d p a l i w a j e s t t o i l o [ c i e p Ba j a k a w y d z i e l a s i p o c a Bk o w i t y m i
z u p e Bn y m s p a l e n i u j e d n o s t k i m a s y p a l i w a i o c h Bo d z e n i u p r o d u k t w s p a l a n i a ( s p a l i n ) d o
t e m p e r a t u r y p o c z t k o w e j s u b s t r a t w , p r z y z a Bo |e n i u , |e z a w a r t a w s p a l i n a c h p a r a w o d n a n i e
u l e g a w y k r o p l e n i u .
C i e p Bo s p a l a n i a W g p a l i w a j e s t t o i l o [ c i e p Ba j a k a w y d z i e l a s i p o c a Bk o w i t y m i
z u p e Bn y m s p a l e n i u j e d n o s t k i m a s y p a l i w a i o c h Bo d z e n i u p r o d u k t w s p a l a n i a ( s p a l i n ) d o
t e m p e r a t u r y p o c z t k o w e j s u b s t r a t w , p r z y c z y m p a r a w o d n a z a w a r t a w s p a l i n a c h u l e g a
c a Bk o w i t e m u w y k r o p l e n i u .
Z d e f i n i c j i w a r t o [c i o p a Bo w e j W d i c i e p Ba s p a l a n i a W g w y n i k a , |e j e d y n i e c i e p Bo
s p a l a n i a m o |e z o s t a w y z n a c z o n e e k s p e r y m e n t a l n i e . O k r e [l e n i a w a r t o [c i o p a Bo w e j d o k o n u j e
s i z g o d n i e z r w n a n i e m :
W d = W g - r " m k ,
( 2 )
g d z i e :
W d , W g o z n a c z a j o d p o w i e d n i o w a r t o [ o p a Bo w i c i e p Bo s p a l a n i a ,
r u t a j o n e c i e p Bo p a r o w a n i a w o d y w t e m p e r a t u r z e p o c z t k o w e j s u b s t r a t w ,
m k i l o [ k o n d e n s a t u o t r z y m a n e g o p o s p a l e n i u j e d n o s t k i m a s y p a l i w a .
D o w y z n a c z a n i a c i e p Ba s p a l a n i a p a l i w s t a By c h s t o s u j e s i b o m b k a l o r y m e t r y c z n , z a [
w p r z y p a d k u p a l i w c i e k By c h i g a z o w y c h p r z e p By w o w y k a l o r y m e t r J u n k e r s a .
2 . O P I S S T A N O W I S K A P O M I A R O W E G O I Z A S A D A P O M I A R U
S t a n o w i s k o s k Ba d a s i z p r z e p By w o w e g o k a l o r y m e t r u w o d n e g o J u n k e r s a z a s i l a n e g o
g a z e m z i e m n y m ( r y s . 1 ) . C i [n i e n i e g a z u u t r z y m y w a n e j e s t n a s t a By m p o z i o m i e p r z e z
r e d u k t o r . P r z e p By w g a z u m i e r z o n y j e s t g a z o m i e r z e m m o k r y m . N a s y c o n y w i l g o c i g a z
s p a l a n y j e s t w s p e c j a l n i e p r z y s t o s o w a n y m p a l n i k u . G o r c e s p a l i n y , p By n c p r z e z k a l o r y m e t r
o d d a j c i e p Bo p r z e p By w a j c e j w o d z i e . Z g o d n i e z d e f i n i c j c i e p Ba s p a l a n i a , p r z e p By w w o d y
n a l e |y t a k d o b r a , a b y t e m p e r a t u r a w y l o t o w a s p a l i n b y Ba r w n a t e m p e r a t u r z e g a z u i
p o w i e t r z a a t m o s f e r y c z n e g o , w k t r y m s p a l a n y j e s t g a z . J e d n o c z e [n i e ( z e w z g l d u n a s t r a t y
c i e p Ba d o o t o c z e n i a ) p r z y r o s t t e m p e r a t u r y w o d y p o w i n i e n w y n o s i o k o Bo 1 0 C .
I n s t r u k c j a l a b o r a t o r y j n a
L A B O R A T O R I U M T E C H N I K I C I E P L N E J
W y z n a c z a n i e c i e p Ba s p a l a n i a i w a r t o [c i o p a Bo w e j p a l i w g a z o w y c h 3
R y s . 1 S c h e m a t s t a n o w i s k a p o m i a r o w e g o
W o d a c h Bo d z c a k o m o r s p a l a n i a 1 d o p By w a d o p Ba s z c z a w o d n e g o 3 z p r z e l e w u 1 1 i w p By w a
d o p r z e l e w u 1 2 , z k t r e g o p By n i e d a l e j d o z l e w u . W c z a s i e p o m i a r u w o d c h Bo d z c g r o m a d z i
s i w n a c z y n i u 1 3 . W o d a d o p By w a j c a d o p Ba s z c z e w o d n e g o 3 m a t e m p e r a t u r t w 1 , a
o p u s z c z a j c p Ba s z c z t e m p e r a t u r t w 2 . P a l n i k B u n s e n a 2 z a s i l a n y j e s t g a z e m o t e m p e r a t u r z e t g
i n a d c i [n i e n i u h g ( m i e r z o n e z a p o m o c m a n o m e t r u i t e r m o m e t r u 7 u m i e s z c z o n e g o n a
g a z o m i e r z u ) . I l o [ s p a l o n e g o g a z u m i e r z y g a z o m i e r z m o k r y 4 . S t a b i l i z a c j i c i [n i e n i a g a z u
z a s i l a j c e g o p a l n i k d o k o n u j e z a w r w y r w n u j c y c i [n i e n i e 9 . W o d p o w s t a B z e s p a l e n i a
w o d o r u z a w a r t e g o w g a z i e g r o m a d z i s i w n a c z y n i u 8 . G a z i p o w i e t r z e p r z e d s p a l a n i e m s
n a w i l |a n e : g a z w g a z o m i e r z u m o k r y m 4 , a p o w i e t r z e w n a w i l |a c z u 1 0 . N a w i l |a n i e
s u b s t r a t w m a n a c e l u z m n i e j s z e n i e b Bd u w o c e n i e i l o [c i w o d y p o w s t a Be j z e s p a l e n i a w o d o r u
z a w a r t e g o w g a z i e . T e m p e r a t u r s p a l i n t s m i e r z y t e r m o m e t r 6 . W s k Ba d z e s t a w u p o m i a r o w e g o
w c h o d z i p o n a d t o b a r o m e t r 1 4 i t e r m o m e t r d o p o m i a r u t e m p e r a t u r y o t a c z a j c e g o p o w i e t r z a
1 5 .
3 . O P I S P O M I A R W
P o z a p a l e n i u p a l n i k a i w Bc z e n i u p r z e p By w u w o d y p r z e z k a l o r y m e t r n a l e |y t a k
w y r e g u l o w a j e j s t r u m i e D, a b y t e m p e r a t u r a s p a l i n n a w y l o c i e b y Ba r w n a t e m p e r a t u r z e
s u b s t r a t w . P o m i a r y m o |n a r o z p o c z p o d o p r o w a d z e n i u u k Ba d u d o s t a n u u s t a l o n e g o . D o
t e g o m o m e n t u n a l e |y c o p e w i e n c z a s n o t o w a p a r a m e t r y w o d y c h Bo d z c e j n a w l o c i e
i w y l o c i e z k a l o r y m e t r u . P r z y s t p u j c d o p o m i a r w n a l e |y :
1 . o d c z y t a c i [n i e n i e o t o c z e n i a ,
2 . o d c z y t a p a r a m e t r y ( t e m p e r a t u r i c i [n i e n i e ) g a z u p a l n e g o ,
3 . o d c z y t a t e m p e r a t u r w o d y n a w l o c i e i w y l o c i e z k a l o r y m e t r u ,
4 . p r z e z o k o Bo 3 m i n . p r o w a d z i p o m i a r w Ba [c i w y m i e r z c w t y m s a m y m c z a s i e i l o [
s p a l o n e g o g a z u , i l o [ w o d y o r a z s k r o p l i n w y p By w a j c y c h z k a l o r y m e t r u ,
I n s t r u k c j a l a b o r a t o r y j n a
L A B O R A T O R I U M T E C H N I K I C I E P L N E J
W y z n a c z a n i e c i e p Ba s p a l a n i a i w a r t o [c i o p a Bo w e j p a l i w g a z o w y c h 4
4 . O P R A C O W A N I E W Y N I K W P O M I A R W
D y s p o n u j c w a r t o [c i a m i o b j t o [c i w o d y c h Bo d z c e j V w , k t r a p r z e p By n Ba p r z e z k a l o r y m e t r
o r a z o b j t o [c i s k r o p l i n V s k r o b l i c z a m y m a s w o d y c h Bo d z c e j o r a z m a s s k r o p l i n :
( 3 )
m w = V w " w
m s k r = V s k r " w
( 4 )
D l a z a k r e s u p a r a m e t r w w y s t p u j c y c h p o d c z a s w i c z e n i a n a j c z [c i e j p r z y j m u j e s i g s t o [
w o d y w = 1 0 0 0 k g / m 3 . B a r d z i e j p o p r a w n e b y Bo b y j e d n a k o d c z y t a n i e g s t o [c i z
o d p o w i e d n i c h t a b l i c d l a a k t u a l n y c h p a r a m e t r w ( t e m p e r a t u r y ) w o d y .
C i e p Bo s p a l a n i a g a z u o b l i c z a m y z e w z o r u :
m w " c w " "t
w
W g = ,
( 5 )
V g
g d z i e :
W g - c i e p Bo s p a l a n i a , k J / m 3
m w m a s a w o d y p r z e p By w a j c e j p r z e z k a l o r y m e t r w c z a s i e p o m i a r u , k g
c w c i e p Bo w Ba [c i w e w o d y , c w = 4 . 1 9 k J / ( k g K )
"t w p r z y r o s t t e m p e r a t u r y w o d y c h Bo d z c e j , "t w = t 2 t 1 , K
V g o b j t o [ s p a l o n e g o w c z a s i e p o m i a r u z a s a d n i c z e g o g a z u z i e m n e g o , m 3
P o w y z n a c z e n i u c i e p Ba s p a l a n i a m o |n a , k o r z y s t a j c z r w n a n i a ( 2 ) o b l i c z y w a r t o [ o p a Bo w
g a z u . D l a w a r u n k w p o m i a r u m o |n a p r z y j r = 2 5 0 0 k J / k g ( w z a s a d z i e p o w i n n a z o s t a
o d c z y t a n a z t a b l i c d l a a k t u a l n e g o c i [n i e n i a o t o c z e n i a ) .
O t r z y m a n e w a r t o [c i c i e p Ba s p a l a n i a i w a r t o [c i o p a Bo w e j n a l e |y p r z e l i c z y n a w a r u n k i
n o r m a l n e : t n = 0 C , p n = 1 0 1 3 2 5 P a .
A b y o b l i c z y i l o [ n o r m a l n y c h m e t r w s z e [c i e n n y c h g a z u z u |y t e g o w c z a s i e p o m i a r u
z a p i s u j e m y t e r m i c z n e r w n a n i e s t a n u C l a p e y r o n a d l a w a r u n k w n o r m a l n y c h i w a r u n k w
p o m i a r u :
p n V n = n g ( M R ) T n
T n p g
V n = V g " "
( 6 )
T g p n
p g V g = n g ( M R ) T g
C i [n i e n i e b e z w z g l d n e g a z u : p g = p o t + p m g ( 7 )
P r z e l i c z e n i a w a r t o [c i c i e p Ba s p a l a n i a i w a r t o [c i o p a Bo w e j n a w a r u n k i n o r m a l n e d o k o n u j e m y
w g n a s t p u j c y c h z a l e |n o [c i :
V g
W g , n = W g "
( 8 a )
V n
V g
W d , n = W d "
( 8 b )
V n
I n s t r u k c j a l a b o r a t o r y j n a
L A B O R A T O R I U M T E C H N I K I C I E P L N E J
W y z n a c z a n i e c i e p Ba s p a l a n i a i w a r t o [c i o p a Bo w e j p a l i w g a z o w y c h 5
M o |n a r w n i e | z a p i s a , |e :
m w "c w " "t w
W g , n =
( 9 )
V n
o r a z
m s k r " r
W d , n = W g , n -
( 1 0 )
V n
O k r e [l e n i e b Bd w p o m i a r u z a l e |n e j e s t o d i l o [c i w y k o n a n y c h s e r i i p o m i a r o w y c h .
Z a z w y c z a j , g d y n > 3 0 ( n i l o [ p o m i a r w ) o k r e [l a s i n i e p e w n o [ t y p u A o b l i c z a j c
o d c h y l e n i e s t a n d a r d o w e . J e [l i n < 3 0 a n a l i z w y n i k w p r z e p r o w a d z a s i z a p o m o c r o z k Ba d u
t - S t u d e n t a . W p r z y p a d k u , g d y d y s p o n u j e m y t y l k o j e d n y m p o m i a r e m b Bd o k r e [l a s i z t z w .
p r a w a p r z e n o s z e n i a b Bd w d l a p o m i a r u p o [r e d n i e g o . N a l e |y w t y m p r z y p a d k u d y s p o n o w a
i n f o r m a c j a m i d o t y c z c y m i d o k Ba d n o [c i u |y t y c h p r z y r z d w p o m i a r o w y c h .
W c z a s i e w i c z e D z a z w y c z a j u d a j e s i z r e a l i z o w a d w i e s e r i e p o m i a r o w e , w z w i z k u z
c z y m d o o k r e [l e n i a b Bd u z a s t o s o w a n a z o s t a n i e t r z e c i a z p r z e d s t a w i o n y c h m e t o d . C e l e m j e s t
p r z e d s t a w i e n i a c i e p Ba s p a l a n i a g a z u w p o s t a c i :
W g , n g , n
g d z i e :
"W g , n "W g , n "W g , n
2 2 2
g , n =
w w n
m + "t + V
"m w ""t w "V n
B Bd y w y z n a c z e n i a m a s y w o d y i p r z y r o s t u t e m p e r a t u r y w o d y o k r e [l a s i z p r z y r z d w , k t r e
s Bu |y By d o i c h p o m i a r u . T a k w i c :
m = 1 0 g
w
"t = 0 . 1 K
w
O k r e [l e n i e b Bd u w y z n a c z e n i a n o r m a l n e j o b j t o [c i s p a l o n e g o g a z u j e s t t r o c h b a r d z i e j
s k o m p l i k o w a n e , p o n i e w a | n i e j e s t o n a m i e r z o n a b e z p o [r e d n i o :
"V n "V n 2 "V n
2 + T + 2
V =
n g
"V g V g "T g "p g p g
V = 0 . 0 0 1 m 3
g
T = 0 . 1 K
g
p = 9 . 8 1 P a ( 1 m m H 2 O )
g
Z r w n a n i a ( 9 ) w y z n a c z a m y p o c h o d n e c z s t k o w e :
I n s t r u k c j a l a b o r a t o r y j n a
L A B O R A T O R I U M T E C H N I K I C I E P L N E J
W y z n a c z a n i e c i e p Ba s p a l a n i a i w a r t o [c i o p a Bo w e j p a l i w g a z o w y c h 6
"W g , n c w " "t w
=
"m w V n
"W g , n m w " c w
=
""t w V n
"W g , n m w "c w " "t w
=
"V n
V n 2
P o z o s t a Be p o c h o d n e w y z n a c z a m y z r w n a n i a ( 6 ) :
"V n p g "T n
=
"V g p n "T g
"V n T n
= V g
"p g p n "T g
p g "T n
"V n
= - V g 2
"T g
p n "T g
5 . S P R A W O Z D A N I E
W s p r a w o z d a n i u n a l e |y z a m i e [c i :
- k r t k c h a r a k t e r y s t y k w i e l k o [c i w y z n a c z a n y c h ,
- s c h e m a t i k r t k i o p i s s t a n o w i s k a p o m i a r o w e g o ,
- s p o s b p r z e p r o w a d z e n i a p o m i a r w ,
- z e s t a w i e n i e w y n i k w p o m i a r w ,
- o b l i c z e n i a c i e p Ba s p a l a n i a i w a r t o [c i o p a Bo w e j p a l i w a ,
- o k r e [l e n i e b Bd u p o m i a r u
- u w a g i k o Dc o w e i w n i o s k i .
L I T E R A T U R A
[ 1 ] S z a r g u t J . : T e r m o d y n a m i k a , P W N , W a r s z a w a 1 9 8 0 .
[ 2 ] G r n i a k H . , S z y m c z y k J . : P o d s t a w y t e r m o d y n a m i k i , c z . I I , S k r y p t P o l i t e c h n i k i Zl s k i e j n r
1 6 7 6 , G l i w i c e 1 9 9 1 .
I n s t r u k c j a z a k t u a l i z o w a n a 2 3 . 0 2 . 2 0 0 4
I n s t r u k c j a l a b o r a t o r y j n a
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