Топливо и теория горения: Методические указания к выполнению лабораторных работ

Министерство образования Российской Федерации Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

СЕВЕРО-ЗАПАДНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЗАОЧНЫЙ ТЕХНИЧЕСКМЙ УНИВЕРСИТЕТ Кафедра теплотехники и теплоэнергетики

ТОПЛИВО И ТЕОРИЯ ГОРЕНИЯ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

Факультет

энергетический

Направление и специальности подготовки дипломированного специалиста: 650800 – теплоэнергетика 100500 – тепловые электрические станции 100700 – промышленная теплоэнергетики Направление подготовки бакалавра 550900 - теплоэнергетика

Санкт-Петербург 2003

Утверждено редакционно-издательским советом университета УДК621.181 (662.61.11)

Топливо и теория горения: Методические указания к выполнению лабораторных работ. - СПб.: СЗТУ. 2003. - 55 с.

Методические указания соответствуют государственным образовательным стандартам высшего профессионального образования по направлению подготовки дипломированного специалиста 650800 (специальности 100500 – тепловые электростанции, 100700 – промышленная теплоэнергетика) и направления подготовки бакалавра 550900. Лабораторные работы охватывают разделы программ по изучению характеристик топлива и влиянию их на работу топливосжигающих установок. В указаниях излагаются вопросы определения характеристик топлива (влажности, зольности, сернистости, выхода летучих, теплоты сгорания) и состава продуктов сгорания топлива. Рассмотрено на заседании кафедры теплотехники и теплоэнергетики 05.12.02 г., одобрено методической комиссией энергетического факультета 15.12.02 г.

Рецензенты: кафедра теплотехники и теплоэнергетики Северозападного государственного заочного технического университета (зав. кафедрой З.Ф. Каримов, д-р техн. наук, проф.); А.П. Бельский, д-р техн. наук, проф. кафедры промышленной теплоэнергетики СПбГТУРП.

Составитель Е.А. Блинов, канд. техн. наук, доц.

©Северо-западный государственный заочный технический университет, 2003

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ Методические указания составлены в соответствии с программой курса «Топливо и теория горения». Перед выполнением работ необходимо изучить основные теоретические положения, ознакомиться со стендами, записать основные технические характеристики лабораторного оборудования (тип, диапазон использования, потребляемая мощность) и метрологические характеристики используемых средств измерений (тип, диапазон измерения, цена деления, класс точности или допускаемая погрешность), ознакомиться с порядком проведения лабораторных работ, подготовить таблицы по соответствующей форме для записи результатов экспериментов и расчетов. Во время проведения лабораторных работ 1, 2, 5 анализируемое вещество длительное время выдерживается в нагревательном устройстве (от 0,5 до 2,0 ч). В это время преподаватель дает консультацию по теоретическим вопросам, возникшим у студентов во время проведения работ, например по влиянию характеристик топлива на процесс горения и теплообмена в реальных условиях эксплуатации теплоэнергетических установок. После завершения лабораторных работ каждый студент должен составить отчет. В отчете следует привести основные теоретические положения; расчеты по результатам опытов должны сопровождаться необходимыми пояснениями. Рисунки следует выполнять с применением чертежных инструментов. В отчете следует привести оценку погрешности, измерения каждого параметра и сравнить ее с допустимым, по технологии отклонением этого параметра. При этом нужно помнить, что погрешности измерения используемыми средствами измерений должны быть ниже допустимых по технологий отклонений измеряемого параметра в три и более раз. В таблице для записи результатов измерений указывать и погрешности измерений. Методы оценки результатов измерений приведены в описании работ. Расчеты рекомендуется производить на микроЭВМ «Электроника БЗ-34». Инструкция и программы расчетов приведены в приложении 5. Отчет представляется студентом при сдаче зачета по данной дисциплине. Выполнение представленных в настоящих указаниях работ и обработка результатов экспериментов позволяют исследовать характеристики топлива и дымовых газов. Однако следует помнить,

что знание этих характеристик необходимо прежде всего для правильной организации процесса сжигания топлива, экономичного и эффективного использования теплогенерирующего оборудования при высокой его надежности. Поэтому при анализе результатов эксперимента следует обратить особое внимание на влияние найденной характеристики на такие параметры, как теоретическая температура горения, максимальное тепловыделение в топке, средняя температура факела, соотношение между радиационной и конвективной составляющими теплообмена, КПД установки и т. п. Результаты такого анализа необходимо привести в выводах по каждой работе; здесь же указать марку и месторождение исследуемого топлива, найдя его в [1], по результатам измерений с учетом вычисленной погрешности. Лабораторные работы 4 и 6 являются учебноисследовательскими работами студентов (УИРС). При проведении этих работ студенты исследуют характеристики различных топлив и продуктов их сжигания, сравнивая полученные результаты с нормативными характеристиками, приведенными в справочной литературе. Полученные навыки исследовательской работы помогут студентам в их производственной деятельности при исследовании топлив вновь разрабатываемых месторождений, местных топлив, поступающих на предприятие, в том числе топливных отходов при утилизации последних. Очень важно исследование топлива с переменными характеристиками, экспресс-информация о которых необходима для более точного учета расхода условного топлива на выработанную единицу тепловой или электрической энергии, повышения надежности и экономичности теплогенерирующего оборудования. Главная задача современности - не наращивание топливно-энергетических ресурсов, а улучшение их использования! Для совершенствования работы основного и вспомогательного оборудования предприятия, на котором работает студент, вместо работ, предлагаемых в данных указаниях, студенты могут провести работы исследовательского характера, связанные с сжиганием топлива в условиях своего производства. В число этих работ могут входить: определение скорости горения газовоздушных и забалластированных смесей; определение концентрационных пределов воспламенения; определение области устойчивой работы горелочных устройств; условия коксования топлива и др.

Результаты самостоятельной работы, защищаемой в качестве лабораторной, будут обсуждаться в присутствии всей группы для обмена опытом. ОХРАНА ТРУДА И ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ

ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ Лабораторные работы проводятся на стендах, монтаж схем и оборудование которых производится с учетом следующих Государственных стандартов СССР: 12.1.0119-79 «ССБТ. Электробезопасность»; 12.0,003-74 «ССБТ. Опасные и вредные производственные факторы»; 12.1.010-76 «ССБТ. Взрывобезопасность». Перед началом работы студенты должны пройти инструктаж по технике безопасности и правилам внутреннего распорядка в лаборатории, расписаться в журнале инструктажа. Перед проведением работы необходимо твердо запомнить каждому студенту место расположения ключа, подающего питание на стенд, и кнопки выключения распределительного щитка с , чтобы при возникновении аварийной ситуации немедленно отключить подачу электроэнергии на стенд. Во время проведения лабораторных работ запрещается: подавать напряжение на установку без разрешения преподавателя; включать и выключать установку лицам, не назначенным для этой цели преподавателем; ходить по помещению лаборатории без разрешения преподавателя, курить в неположенных местах. По окончании лабораторных работ необходимо: - обесточить лабораторную установку; - отсоединить от источника питания провода, временно подающие напряжение на стенд; - привести в порядок рабочее место. При выполнении работ 2, 3 устанавливать в печь и вынимать из нее тигли следует в рукавицах специальным захватом. При выполнении работы 4 включать зажигание в калориметрической бомбе следует, отойдя от калориметра на всю длину шнура зажигания. При выполнении работы 6 запрещается открывать крышку блока анализатора хроматографа.

Литература

1. ГОСТ 11014-81. Угли бурые, каменное, антрацит и горючие слайды. Ускоренный метод определения влаги. Изд-во стандартов. М., 1981. 2. ГОСТ 11022-75. Угли бурые, каменные, антрацит и сланцы горючиe. Метод определения зольности. Изд-во стандартов. М., 1975. 3. ГОСТ 6382-80. Угли бурые, каменные, антрацит и сланцы горючие. Метод определения выхода летучих веществ. Изд-во стандартов. М., 1981. 4. ГОСТ 147-74. Топливо твердое. Метод определения высшей теплоты сгорания и вычисления низшей теплоты сгорания. Изд-во стандартов. М., 1981. 5. ГОСТ 3877-49. Нефтепродукты тяжелые. Метод определения содержания серы сжиганием в бомбе. Изд-во стандартов. М., 1950. 6. ГОСТ 8606-72. Топливо твердое. Методы определения серы. Изд-во стандартов. М., -1981. 7. Тепловой расчет котельных агрегатов: Нормативный метод.М.: Энергия, 1973.- 295 с. 8. Резников М. И., Липов Ю. М. Паровые котлы тепловых электростанций.- М.: Энергоиздат, 1981.- 240 с. 9. Хзмалян Д, Я., Каган Я. Н, Теория горения и топочные устройства.-М.: Энергия, 1976.- 488 с. Работа 1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЛАЖНОСТИ ТОПЛИВА

I. Цель работы Определение содержания влаги в аналитической пробе твердого топлива; приобретение навыков анализа влияния влажности топлива на работу котла. II. Основные теоретические положения

Влага в топливе W может содержаться в количестве от (3...5) до (60...70)%. Она является внешним балластом топлива, уменьшает его горючую часть, требует затраты теплоты на испарение. Испарившаяся влага отбирает у дымовых газов часть теплоты на свой подогрев, отчего снижается температура газов, а вместе с ней и количество теплоты, передаваемой поверхностям нагрева. Считается, что наличие в топливе влаги ухудшает его воспламенение, однако имеются данные, что изменение содержания влаги в топливе от 0 до 20%,

например для полубитуминозных углей, не оказывает влияния на начальную температуру воспламенения. При изменении влажности топлива от W1Р до W2Р теплота сгорания QнР рабочей массы топлива также изменится и составит, кДж/кг

Qн

Р

2

= (Q н

Р

1

Р

+ 25 W1 )

100 − W2 Р 100 − W1

Р

− 25 W2 Р ;

коэффициент 25 характеризует скрытую теплоту парообразования, не учитываемую в QнР. Изменение QнР приведет к изменению адиабатической температуры горения

tа =

Qн Р + Qф В + QфТ − q д ∑ υi c i

и энтальпии газов в зоне максимального тепловыделения

J o = ∑ υi c i t a . Кроме того, изменится средняя температура факела Тф вследствие изменения потерь теплоты на испарение и нагрев влаги. Различают два вида влаги в топливе: внешнюю WВН и внутреннюю, или гигроскопическую, называемую также ГИ аналитической W . Внешняя влага состоит из влаги поверхностной (осаждающейся на поверхности топлива) и капиллярной, содержащейся в порах (капиллярах) топлива. Гигроскопическая (аналитическая) влага находится частью в коллоидально-связанном состоянии и равномерно распределена в массе топлива, а частью в виде гидратной влаги, входящей в состав молекул минеральных примесей. Большое содержание внешней влаги приводит к таким нежелательным явлениям, как смерзание твердого топлива при его транспортировке и хранении в зимнее время, ухудшение его размола, уменьшение сыпучести. В зависимости от содержания влаги и ее вида твердые топлива подразделяются на три категории: 1) рабочее топливо (в том виде, как оно поступает в топку); влажность его WР=WВН+WГИ колеблется от 0,5% до 40%; 2) воздушно-сухое топливо, приведенное в равновесие с окружающим воздухом, влажность его Wа=WГИ находится в пределах (2,5...11) %;

3) абсолютно сухое топливо, которое совершенно не содержит влаги. Абсолютная влажность определяется отношением массы влаги к абсолютно сухой массе топлива, относительная - отношением массы влаги к общей массе топлива. Содержание влаги топлива не является достаточным показателем энергетической ценности топлива. Для сравнительной оценки топлив по содержанию влаги введено понятие приведенной влажности топлива, кг·%/МДж

W ПР = W Р / Q н Р . Для определения относительной влажности в аналитической пробе Wa производится высушивание предварительно подготовленного до воздушно-сухого состояния топлива. Топливо высушивается при температуре (103...105)°С (каменный уголь - в течение часа, бурый уголь - в течение двух часов), вычисляется убыль массы в процессе сушки ∆m и влажность, %

Wа =

∆m 100 , m

где m - масса навески топлива. Если необходимо вычислить рабочую влажность топлива, то ее определяют по формуле, % Р

W =W

ВН

100 − W ВН , +W 100 а

где WBH - внешняя влажность, определяемая следующим способом. Поступившую в лабораторию в герметически закрытом сосуде исходную пробу топлива (около 1 кг) высыпают в заранее взвешенный тигель и определяют массу топлива вместе с ним с точностью до 1 г. Тигель с топливом помещают в сушильный шкаф и доводят до воздушно-сухого состояния путем чередования искусственной подсушки при температуре (65…75)°С с естественной выдержкой при комнатной температуре. Подсушка и выдержка длятся примерно по 8 часов. Топливо считается воздушно-сухим, если при последней выдержке масса его в начале выдержки отличается от массы в конце выдержки не более, чем на 0,3%. Внешняя влажность определяется по убыли влаги в процессе сушки с момента первого взвешивания (при поступлении топлива в лабораторию). Оценка точности результата

взвешивания производится с учетом погрешностей весов (±∆В) и разновесов (±∆Р),

∆ m = ± ∆2в + ∆2р . Оценка точности вычисления аналитической влажности производится по формуле, %

δ

Wа

=±

∆m 100 . m

Оценка точности измерения температуры производится с учетом погрешностей термоэлектрического преобразователя и автоматического потенциометра. III. Описание лабораторной установки Установка состоит из электрического сушильного шкафа 1 (рис. 1) с терморегулятором, бюкса 2 с навеской топлива и крышкой 3,

Рис. 1

термоэлектрического преобразователя 4 и автоматического потенциометра 5 для контроля температуры внутри сушильного шкафа, эксикатора 6 с химическим реактивом, поглощающим влагу, и аналитических весов с разновесами (на рисунке не показаны).

IV. Порядок выполнения работы 1. Ознакомиться с лабораторной установкой, правилами включения сушильного шкафа, автоматического потенциометра, работой с весами. 2. Записать технические характеристики основного оборудования и метрологические характеристики средств измерений, используемых в работе. 3. Взвесить на аналитических весах пустой бюкс с притертой крышкой. 4. Взвесить бюкс с крышкой и навеской топлива (1...2) г. 5. Поместить бюкс с открытой крышкой (как это показано на рис. 1) и с навеской топлива в нагретый предварительно до (103...105)°С (376...378 К) сушильный шкаф и выдержать при этой температуре в течение 0,5 ч. 6. Закрыть бюкс крышкой, вынуть из шкафа и охладить на воздухе (в течение 2 мин.), а затем в эксикаторе до комнатной температуры; взвесить бюкс с крышкой и навеской топлива. 7. Произвести контрольное подсушивание и взвешивание в порядке, указанном в пп. 5, 6. Если масса бюкса после контрольной сушки убыла меньше, чем на 0,001 г, опыт считается законченным, в противном случае повторить опыт, как это указано в пп. 5, 6; до совпадения результатов двух последних опытов с погрешностью менее 0,001 г. 8. Вычислить погрешности взвешивания и расчета влажности. Результаты взвешиваний, расчетов и вычисленных погрешностей занести в таблицу по форме 1.

Убыль влаги, г ∆m=m2-m4

после контроль-ной сушки m4

после первой сушки m3

с навеской топлива m2

пустого m1

Аналитическая влажность

Форма 1 Масса бюкса, г

Относительная погрешность расчета влажности, % δ

∆m

= 100 C m1 − m 2 Wа

V. Содержание отчета 1. Краткое описание лабораторной установки. 2. Технические характеристики оборудования и метрологические характеристики средcтв измерений. 3. Результаты опытов и расчетов, таблицы, рисунки. 4. Выводы по работе, где указать также влияние влажности на условия воспламенения и горения топлива. Литература: [1]; [7], с. 18. Работа 2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗОЛЬНОСТИ ТОПЛИВА

I. Цель работы Определение зольности аналитической пробы топлива, овладение методикой пересчета ее на сухую и рабочую массы, анализ влияния зольности на процесс горения и на работу топочного устройства. II. Основные теоретические положения Зола представляет собой твердый минеральный остаток после сжигания топлива и состоит из топочных шлаков и летучей золы, покидающей топочное устройство с дымовыми газами. Состав шлаков и золы, определяющий их свойства: SiO2, A12O3, FeO, Fe2O3, известь CaO, Na2O, K2O, V2O5, сульфаты CaSO4, MgSO4. Содержание минеральных примесей в топливе изменяется от 1% у древесины до 75% в горючих сланцах. В международной геологической статистике запасы углей подсчитываются только до значения зольности 50%. Содержание золы топлива не является достаточным показателем энергетической ценности топлива, так как топлива с одинаковым содержанием золы часто имеют различную теплоту сгорания. Для сравнительной оценки количества золы используется приведенная зольность топлива в процентах, отнесенная к 1 МДж теплоты сгорания топлива, кг·% /МДж АПР = АР/QнР, где АР - рабочая зольность топлива, поступающего в топку, %.

Большая зольность снижает теплоту сгорания топлива. Так, при изменении зольности топлива от А1Р до А2Р теплота сгорания рабочей массы составит, кДж/кг

Qн

Р

2

= (Q н

Р

1

Р

+ 25 W )

100 − А 2 Р 100 − А 1 Р

− 25 W Р .

Снижение теплотворной способности приводит к увеличению расхода топлива и затрат на его перевозку. Кроме того, снижаются ta, Jo (см. работу 1) и уменьшается средняя температура факела Тф, так как часть теплоты расходуется на нагрев дополнительного количества шкала, удаляемого из топочного устройства (т. е. не участвующего в теплообмене). Важное практическое значение имеет плавкость золы, характеризующаяся температурами: t1 - начало деформации, t2 начало размягчения и t3 - начало жидкоплавкого состояния. Зола разделяется на тугоплавкую (t3>1425°С), среднеплавкую (120025%) выходом летучих (см. работу № 3). Жидкое шлакоудаление целесообразно для топлив с легкоплавкой золой и топлив с малым выходом летучих. При сжигании топлив в топках с твердым шлакоудалением значительная часть сухой золы уносится дымовыми газами, что приводит к загрязнению окружающей среды, эрозионному износу поверхностей нагрева, заносу и загрязнению их (шлакованию), удорожанию золоулавливающих устройств. Сущность метода определения содержания золы в топливе заключается в медленном озолении пробы в муфельной печи и прокаливании зольного остатка в условиях свободного доступа воздуха при температуре (775...825)°С (1048...1098 К) до постоянной массы. Зольность топлива в аналитической пробе рассчитывают по формуле, %

Аа =

∆m 3 100, m

где ∆m3 - масса зольного остатка, г; m - масса навески топлива, г.

Зольность топлива на сухую массу пересчитывают по формуле, %

Ас = Аа

100 100 − W а

,

а на рабочую массу, % р

А =А Р

а

100 − W р 100 − W

а

,

а

где W и W - влажность рабочей массы и аналитической пробы соответственно, %. Погрешность δАа найденного значения зольности Аа определяется так же, как это сделано в работе 1 при оценке точности вычисления аналитической влажности. III. Описание лабораторной установки Лабораторная установка (рис. 2) состоит из муфельной электропечи 2 с задатчиком температуры 1, термоэлектрического преобразователя 4, магнитоэлектрического милливольтметра 5, отградуированного в градусах Цельсия, фарфорового тигля 3 с навеской топлива, эксикатора 6 и аналитических весов с разновесами (на рисунке не показаны).

Рис. 2

IV. Порядок выполнения работы 1. Ознакомиться с лабораторной установкой, порядком включения муфельной печи, установки и выемки из печи тигля, работы с весами. 2. Записать технические характеристики основного оборудования и метрологические характеристики средств измерений. 3. Просушить тигель и взвесить его на аналитических весах. 4. Насыпать в тигель анализируемое топливо (1...2 г) и взвесить тигель с навеской топлива. Вычислить массу навески топлива. 5. Поставить тигель у открытого входа в предварительно нагретую до (775...825)°С муфельную печь; в таком положении выдержать тигель в течение 10 мин. Это позволяет избежать бурного выделения летучих веществ и уноса из тигля мелких частиц топлива. 6. Передвинуть тигель в зону максимальной температуры (775…825)°С, закрыть дверцу печи. Прокаливать тигель в течение часа. 7. Вынуть тигель из печи, выдержать на воздухе в течение 5 мин, поместить его в эксикатор, где охладить до комнатной температуры, взвесить тигель. 8. Произвести контрольные прокаливания тигля с зольными остатками продолжительностью 15 мин каждое до тех пор, пока разность масс при двух последних взвешиваниях будет менее 0,001 г. Порядок контрольных прокаливаний указан в пп. 5...7. 9. Вычислить погрешности взвешивания и расчета зольности в аналитической пробе. Результаты расчетов и опытов занести в таблицу по форме 2.

Форма 2 после контрольного прокаливания

после первого прокаливания m3

с навеской топлива m2

пустого m1

Масса тигля, г Зольность, % Аа =

m 4 − m1 100 m 2 − m1

Относительная погрешность расчета зольности, % ∆m δ а = 100 А m1 − m 2

V. Содержание отчета 1. Краткое описание лабораторной установки и основные теоретические положения. 2. Технические характеристики оборудования и метрологические характеристики средств измерений. 3. Результаты опытов и расчетов, таблица, рисунки, сравнение опытных данных с табличными (приложение 1). 4. Выводы по работе с пояснением влияния зольности на характеристики топлива, процесс горения, условия работы поверхностей нагрева. Литература: [2]; [7], с. 152...165; [8], с. 18; [9], с. 17. Работа 3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЫХОДА ЛЕТУЧИХ ИЗ ТОПЛИВА

I. Цель работы Изучение методики определения выхода летучих веществ из аналитической пробы топлива и содержания кокса в ней с последующим пересчетом этих веществ на горючую массу; анализ влияния выхода летучих на процесс горения. П. Основные теоретические положения

Выход летучих V является одной из важнейших характеристик твердого топлива, от пего зависят условия воспламенения и характер горения топлива. Летучие - это газообразные горючие и негорючие вещества, выделяющиеся при нагревании топлива без доступа воздуха, т. е. при сухой перегонке. Наименьший выход летучих у антрацита (2...9% общей массы горючей части топлива), и выделяться они начинают при температуре около 400 °С, у бурых углей выход летучих составляет (40...50)%, температура начала выделения - (170...250)°С, у торфа - около 70%, температура начала выделения - (120...150)°С. Летучие состоят из горючих соединений: углеводородов, окиси углерода, водорода и негорючих - углекислого газа, кислорода, азота и водяных паров.

Оставшийся после выхода летучих твердый коксовый остаток, состоит из углерода и минеральной части топлива. В зависимости от вида топлива коксовый остаток может быть спекшийся, слабоспекшийся и порошкообразный. Характер коксового остатка играет решающую роль при определении наиболее рационального пути использования топлива. Каменные жирные угли с большим содержанием битума дают спекшийся крупнопористый остаток, используемый в металлургических печах; в котлах и отопительных установках такие угли не сжигаются. Энергетические топлива имеют порошкообразный коксовый остаток. Обязательным условием устойчивого воспламенения топлива является быстрый разогрев до высокой температуры поступающей в топку смеси топлива с воздухом. Эта температура должна быть тем выше, чем меньше в топливе летучих веществ. Для обеспечения высокой температуры поступающей в топку смеси необходимо соблюдать три условия: топливо предварительно подсушивать; первичный и

и вторичный воздух подавать в топку раздельно; горячие топочные газы возвращать в зону воспламенения. Такое течение процесса показано на рис. 3, где 1 – мельница для размельчения топлива; 2 – сепаратор угольной пыли для отделения крупных части топлива; 3 пылеугольная горелка; 4 - нижняя часть топочной камеры. При горении топлива прежде всего воспламеняются летучие. Период горения летучих составляет около 10% общего времени

горения частицы. Если летучих в топливе много, то горение их обеспечивает дальнейший разогрев топлива и воздуха, воспламенение и устойчивое горение коксового остатка. При малом выходе летучих требуются дополнительные мероприятия по обеспечению воспламенения и устойчивого горения топлива, например, устройство зажигательного пояса в зоне горелочных устройств. Сущность метода определения выхода летучих веществ заключается в прокаливании 1 г топлива в закрытом крышкой фарфоровом тигле при температуре (830...870)°С в течение 7 мин. Для получения сопоставимых результатов необходимо строго выдерживать указанные условия проведения опыта. Выход летучих веществ (за исключением содержания влаги) для аналитической пробы определяют по формуле, %

Vа =

∆m 100 − W а , m

где ∆m - убыль массы навески топлива, m - масса навески топлива, Wa - относительная влажность аналитической пробы. Погрешность измерения выхода летучих для аналитической пробы определяют из выражения, %

δ где

δ

δm =

Vа

= ± (δ m + δ

Wа

),

∆m 100; ∆ m = ± ∆ в 2 + ∆ р 2 m

(см. работу 1);

Wа

принимается по результатам работы 1. Содержание коксового остатка в аналитической пробе топлива определяют по формуле, % Ка = 100 - Va – Wa . Погрешность

δ

Ка

=δ

Vа

.

Выход летучих веществ на горючую массу пересчитывают по формуле, %

Vг = Vа

100 а

100 − А − W

а

,

где Aa - зольность аналитической пробы. Погрешность расчета δ г определяется из выражения, % V

δ где δ

Vг

= ± (δ

Vа

+δ

Аа

+δ

Wа

),

принимается по результатам работы 2. Перерасчет кокса на горячую массу производят по формуле, %

Аа

Кг = 100 - Vг. Погрешность

δ

Кг

=δ

Vг

.

III. Описание лабораторной установки Лабораторная установка (рис. 4) состоит из муфельной печи 2, температура в которой поддерживается при помощи задатчика 1; в печь устанавливается на проволочной подставке 4 закрытый крышкой фарфоровый тигель 3 с навеской топлива; температура в печи контролируется термоэлектрическим термометром, состоящим из

Рис. 4 термоэлектрического преобразователя 5 и магнитоэлектрического милливольтметра 6 отградуированного в градусах Цельсия, охлаждаются тигли в эксикаторе 7. Взвешивание тигля производится на аналитических весах (на рисунке не показаны).

IV. Порядок выполнения работы 1. Ознакомиться с лабораторной установкой, правилами проведения работы: включения муфельной печи, установки в ней заданной температуры, установки в печь и выемки тигля, работы с весами. 2. Записать технические характеристики основного оборудования и метрологические характеристики средств измерений. 3. Просушить тигель с крышкой и взвесить их на аналитических весах. 4. Насыпать в тигель анализируемое топливо (0,9...1,1 г) и взвесить тигель с крышкой и навеской топлива. Вычислить массу навески топлива. 5. Поместить закрытый крышкой тигель на проволочной подставке в зону устойчивой температуры (830...870) °С предварительно разогретой муфельной печи; выдержать при этой температуре (6,9...7,1) мин. 6. Вынуть подставку с тиглем из печи, охладить на воздухе в течение 5 мин, не снимая крышки, затем поместить тигель в эксикатор, где охладить до комнатной температуры; взвесить тигель с крышкой и остатком навески топлива. 7. Вычислить выход летучих и содержание коксового остатка для аналитической пробы. Подсчитать погрешность этих вычислений. Окончательные результаты расчетов погрешностей округлить до десятых долей процента. 8. Результаты измерений и расчетов занести в таблицу по форме 3. Форма 3

после выхода летучих m3

с навеской топлива m2

пустого m1

Масса тигля, г

Выход летучих, %

Содержание Относительная m − m3 кокса погрешность Vа = 2 × а К,% выхода летучих, % m 2 − m1

× 100 − W а

δ а V

9. Пересчитать выход летучих и коксового остатка на горючую массу; определить погрешности расчетов. V. Содержание отчета 1.

Краткое описание лабораторной установки, основные теоретические положения, порядок проведения работы. 2. Технические характеристики оборудования и метрологические характеристики средств измерений. 3. Результаты опытов, таблицы, рисунки, необходимые расчеты, сравнение результатов работы с табличными значениями (приложение 1).

4. Выводы по работе с пояснением влияния выхода летучих и характера коксового остатка на организацию и процесс горения. Литература: [3]; [7], с. 19. Работа 4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕПЛОТЫ СГОРАНИЯ ТОПЛИВА I. Цель работы Экспериментальное определение теплоты сгорания топлива по бомбе для аналитической пробы топлива, пересчет ее на низшую теплоту сгорания для рабочей массы; приобретение навыков анализа влияния теплоты сгорания на процесс горения. II. Основные теоретические положения Теплота сгорания - одна из основных тепловых характеристик органического топлива. Теплотой сгорания называют теплоту, которая выделяется при полном сгорании единицы массы [кг] или объема [м3| топлива. Определяется теплота сгорания двумя способами: 1) аналитически из полуэмпирического выражения, полученного Д.И. Менделеевым для твердого и жидкого топлива, кДж/кг

Q н р = 339 С р + 1030 Н р − 109 (О р − S л р ) − 25 W р , где QP, НР, ОР, SЛР, Wр - процентное содержание водорода, углерода, кислорода, серы летучей и влаги в рабочей массе топлива; первые три

коэффициента, умноженные на 100, - теплота сгорания углерода, водорода и серы; четвертый коэффициент, умноженный на 100, теплота испарения воды; для газообразного топлива, МДж/м3

Q н с = 0,01(Q СО СО + Q Н 2 Н 2 + Q Н 2S H 2 S + Q СН 4 СН 4 + + Q С 2Н 6 С 2 Н 6 + … + Q С n H m C n H m ), где Q CO , Q H и т. д. - теплота сгорания каждого газа, входящего в 2 состав топлива; СО, Н2 и т. д. - процентное содержание соответствующего газа в 1 м3 топлива; 2) экспериментально путем сжигания навески топлива в калориметре. Этот способ дает наиболее достоверные результаты. Сущность калориметрического метода определения теплоты сгорания состоит в том, что навеска испытуемого топлива сжигается в среде кислорода под давлением 29,4·105 Па (30 кгс/см2) в специальной камере - калориметрической бомбе (рис. 5), погруженной в калориметрический сосуд, заполненный дистиллированной водой. Последний устанавливают в калориметре (рис. 6). Бомба состоит из корпуса 6, крышки 5, между крышкой и корпусом вложены уплотнительные кольца: резиновое 4 и металлическое 2, поджимаемые к корпусу накидной гайкой 3 и контргайкой 1.

Рис. 5

Рис. 6

Калориметр представляет собой сосуд с двумя оболочками: наружной 14 и внутренней 12; внутренняя полость между оболочками заполняется водой, температура которой поддерживается постоянной при помощи нагревателя (на рис. не показан), охлаждающего змеевики 2 и мешалки 4; сверху внутренняя полость 1 изолирована текстолитовой плитой 3, с отверстиями 8 для установки термометров; калориметр помещен в декоративный кожух 13. В центре калориметра имеется гнездо, образованное внутренней оболочкой 12, куда на ножки 11 устанавливается калориметрический сосуд 7; сосуд сверху закрывается металлической крышкой 6, а гнездо - эбонитовой крышкой 5. Калориметрическая бомба 9 устанавливается внутри сосуда на специальные подставки 10. Теплота, выделяемая при сгорании навески, через стенки бомбы передается воде калориметрического сосуда. Замерив повышение температуры воды за время опыта, из уравнения калориметрии (без учета поправок) определяется удельная теплота сгорания топлива, кДж/кг

Q=

C i ∆t m

,

где Сi - эффективная теплоемкость калориметра (обычно задается); ∆t - изменение температуры сосуда калориметра при сжигании навески топлива; m - масса навески топлива.

Рис. 7

Калориметрический опыт разделяется на три периода: начальный, служащий для учета теплообмена калориметра с окружающей средой в условиях начальной температуры опыта; главный, в течение которого происходит сгорание навески топлива, сопровождающееся быстрым подъемом и выравниванием температуры в калориметрическом сосуде; конечный, служащий для учета теплообмена калориметра с окружающей средой в условиях конечной температуры опыта. Характер изменения температуры в калориметрическом сосуде показан на рис. 7. Перпендикуляр, восстановленный к оси абсцисс через (·) С (последняя точка отсчета с быстрым подъемом температуры), делит площадь ВВ'СДД' на две равные: ВВ'С и СДД'. Эти площади показывают влияние на опыт нестационарности теплообмена бомбы с водой в калориметрическом сосуде. При правильно выбранной начальной температуре воды в калориметрическом сосуде t0 погрешность вследствие влияния этого теплообмена сводится к минимуму. Поправку на теплообмен калориметра с окружающей средой вычисляют по формуле, °С

Ct =

t1 + t 2 rб + t 2 rм , 2

где t 1- среднее изменение температуры за полуминутный промежуток отсчетов температуры в начальном периоде, в делениях шкалы термометра; t 2 - то же в конечном периоде; rб - число полуминутных промежутков главного периода с быстрым (0,3°С и более за 30 с) подъемом температуры, т. е. от (·) В до (·) С (рис. 7); rм - число полуминутных интервалов главного периода с медленным (менее 0,3°С за 30 с) подъемом или снижением температуры, т. е. от (·) С до (·) Е (рис. 7). При вычислении t1 и t2 необходимо вычесть последний отcчет из первого как в начальном, так и в конечном периодах и подставить в формулу с полученным знаком. В связи c этим значение Ct может быть положительным (калориметр отдает теплоту в окружающую среду) и отрицательным (теплообмен направлен в противоположную сторону). Измерение температуры в калориметрическом сосуде производится метастатическим термометром с ценой деления 0,01 °С; отсчет может производиться с точностью ±0,001 °С при использовании специальной лупы. Поправки к показаниям на калибр hк и hн при температурах tк и tн берутся из паспортных данных

термометра (приложение 2). Цена оцифрованного деления Н = 1 при измерениях в диапазонах температур от 20 до 25 °С. Взвешивание массы навески топлива и запальной проволоки производится на аналитических весах; погрешность весов ±0,001 г. Погрешность эффективной теплоемкости калориметра берется из его паспортных данных. Расчетная формула для определения теплоты сгорания в бомбе аналитической пробы топлива с учетом поправок на показания термометра и теплообмен с окружающей средой имеет вид, кДж/кг

Qба =

С i H[( t к + h к ) − ( t н + h н ) + С t ] − q1G 1 , m

где G1 - масса сгоревшей части запальной проволоки, кг; G1 = G - G2 , G - масса запальной проволоки до начала опыта, кг; G2 - масса остатка проволоки после опыта; q1 - теплота сгорания запальной проволоки, кДж/кг (для меди - 2510, константана - 3140, никелина - 3240, железа 6690). Сера, содержащаяся в топливе, сгорает в калориметрической бомбе при большем избытке кислорода, чем в топках промышленных установок, с образованием SО3, а не SO2, высший окисел, растворяясь в воде, образует серную кислоту. Поэтому при сгорании 1 кг серы в бомбе выделяется теплоты на 9400 кДж больше, чем в топке. В бомбе, в отличие от реальных условий сжигания топлива в топке, имеет место также некоторое тепловыделение за счет реакции образования азотной кислоты, пропорциональное теплоте сгорания Qδa; его принимают равным 0,001 Qδa для тощих углей и антрацитов и 0,0015 Qδa для остальных углей, торфа и горючих сланцев. Высшую теплоту сгорания аналитической пробы топлива с учетом кислотообразования определяют по формуле, кДж/кг

Q в а = Q б а − 94S б а − (0,001… 0,0015 )Q б а , где Sδa - количество серы, перешедшей при сжигании топлива в бомбе в серную кислоту (определяется в смыве бомбы (см. работу 5)). При сжигании топлива с теплотой сгорания более 14650 кДж/кг и общим содержанием серы Sла < 4% вместо Sδa используют Sла. При определении высшей рабочей теплоты сгорания учитывают теплоту,

выделяющуюся при конденсации водяных паров, содержащихся в продуктах сгорания топлива. Пересчет на рабочую массу выполняют по следующему выражению, кДж/кг р

Qв = Qв р

a

а

100 − W р 100 − W

а

,

где W , W - влажность топлива на рабочую массу аналитической пробы соответственно, %. При температуре уходящих дымовых газов выше температуры конденсации водяных паров, как это имеет место в реальных условиях, теплота конденсации не учитывается. В таком случае при выполнении тепловых расчетов пользуются низшей теплотой сгорания, кДж/кг

Q н р = Q в р − 25(9 Н р + W р ), где 25 - скрытая теплота парообразования 0,01 кг водяного пара, кДж; 9 - коэффициент пересчета содержания водорода в топливе на воду. Нр определяют из таблиц (см. приложение) для испытуемого топлива. Абсолютную погрешность косвенного определения теплоты сгорания топлива можно вычислить по результатам опыта из выражения, кДж/кг

∆Q

⎛ ∂Q = ± ⎜⎜ ⎝ ∂C i

2

2

2

⎞ 2 ⎛ ∂Q ⎞ 2 ⎛ ∂Q ⎞ 2 ⎟⎟ ∆ Ci + ⎜ ⎟ ∆ ∆t + ⎜ ⎟ ∆m , ⎝ ∂∆t ⎠ ⎝ ∂m ⎠ ⎠

где ∆ Сi , ∆ ∆t , ∆ m - соответственно абсолютные погрешности измерения эффективной теплоемкости (из паспортных данных калориметра), температуры калориметра (∆∆с = ±0,01°С), массы навески топлива (см. работу 1). Так как Q = Ci∆t/m, то

∆Q = ±

∆t 2 ∆2Ci m2

+

C i2 ∆2∆t m2

+

C i2 ∆t 2 ∆2m

Относительная погрешность, %

δQ =

∆Q Q

100 .

m4

.

Низшая теплота сгорания рабочей массы является основным показателем энергетической ценности топлива. Для сравнения энергетической ценности топлив с различной теплотой сгорания введено понятие об условном топливе с теплотой сгорания 29300 кДж/кг. Тепловой эквивалент топлива представляет отношение

Qнр Э= . 29300 Этой характеристикой удобно пользоваться при сравнении работающих установок по экономичности и другим показателям. Изменение теплоты сгорания QнР топлива, сжигаемого в топочном устройстве, может происходить по двум причинам: при изменении влажности и зольности топлива одной марки и при изменении марки сжигаемого топлива. Влияние изменения QнР на процесс горения для первого случая рассмотрено в работах 1 и 2. При изменении марки твердого топлива теплотворная способность может изменяться вследствие изменения содержания углерода в 1 кг топлива за счет изменения влажности и зольности (см. работы 1 и 2) или (при сохранении тех же значений Ар и WР) за счет изменения содержания в топливе кислорода Ор и азота NP. Уменьшение количества Ор приведет к увеличению расхода окислителя до значения, необходимого для качественного сжигания топлива; режим горения изменится незначительно, однако несколько возрастет объем продуктов горения за счет увеличения объема азота воздуха, а также тепловыделение в топке. Увеличение QнP за счет уменьшения содержания в топливе азота также приведет к увеличению тепловыделения в топке и некоторому увеличению объема дымовых газов. Таким образом, влияние изменения теплотворной способности топлива на процесс горения необходимо рассматривать с учетом комплекса причин, вызвавших это изменение, т. е. индивидуально для конкретных топлив.

III. Описание лабораторной установки Лабораторная установка (рис. 8) состоит из калориметра 1 с установленными на нем электроконтактным ртутным термометром 2, служащим для регулирования температуры воды в калориметре, ртутным термометром 3 для контроля температуры воды в оболочке калориметра, метастатическим термометром 6, служащим для измерения разности температур в калориметрическом сосуде, и стойкой 7, служащей для крепления термометра 6 и перемещения вдоль вертикальной оси термометра 6 оптического устройства 4 и вибратора 5. Навеска топлива изготавливается при помощи пресса 8, затем помещается в калориметрическую бомбу 9, заполняемую кислородом из баллона 14. Кислород к бомбе подается через понижающий редуктор 13 и контрольный редуктор 11 при помощи трубок 12. Контроль за давлением в системе осуществляется манометрами 10.

Рис. 8

IV. Порядок выполнения работы 1. Ознакомиться с устройством калориметра, бомбы, пресса и лабораторной установкой в целом. 2. Записать технические характеристики оборудования и метрологические характеристики средств измерений, используемых в работе. 3. Изготовить навеску испытуемого топлива при помощи пресса 8 (рис. 8). Порядок изготовления - по указанию преподавателя. 4. Взвесить полученный брикет топлива на аналитических весах. Масса брикета должна быть равна [(0,800…1,500) ±0,001)] г. 5. Взвесить запальную проволоку из заранее известного материала с точностью ±0,001 г. 6. Подготовить к опыту калориметрическую бомбу (см. рис. 5); для этого: а) установить тигелек и кольцо держателя на крышке бомбы; б) навесить брикет на проволоку, концы которой закрепить на электродах крышки так, чтобы брикет свободно висел над тигельком, проволока не должна касаться его стенок; в) налить с помощью пипетки 1 мл дистиллированной воды в канавку крышки бомбы; г) проверить сопротивление цепи зажигании в бомбе; сопротивление цепи зажигания должно быть равно (1,0±0,1) Ом; д) надеть на крышку бомбы последовательно резиновую прокладку и косым срезом к ней металлическое кольцо, вставить крышку в корпус бомбы и завинтить рукой накидную гайку, установить бомбу в переносную подставку. 7. Заполнить бомбу кислородом, для этого: а) открыть входной клапан «1» и выходной клапан «2» на внешней стороне крышки бомбы на половину оборота, снять резьбовые колпачки с клапанов; б) подсоединить к клапану «1» кислородопроводящую трубку 12 (рис. 8) от контрольного редуктора 11. При завинчивании накидной гайки трубки 12 следует удерживать клапан «1» ключом, чтобы он не закрывался; в) открыть вентиль на баллоне 14 до установления на выходе редуктора 13 давления 3,1 МПа, плавно открыть клапан контрольного редуктора 11 до установления на его манометре давления 0,49 МПа, продуть бомбу при этом давлении в течение (2,0±0,1) мин; г) закрыть ключом выходной клапан «2» и медленно за (1,5±0,5) мин наполнить бомбу кислородом до давления 2,84 МПа. Закрыть

клапан контрольного редуктора 11, завернуть ключом до упора входной клапан «1» бомбы; д) отсоединить от входного клапана «1» кислородопроводящую трубку 12, завинтить рукой до упора контргайку 1 (рис. 5). 8. Подготовить к опыту калориметр, для этого: а) присоединить к токовым выводам бомбы проводники, другие концы которых подсоединить к клеммам крышки 6(см. рис. 6) калориметрического сосуда; навинтить на клапаны «1» и «2» бомбы резьбовые колпачки; б) установить бомбу в калориметрический сосуд (рис. 6). в) заполнить калориметрический сосуд дистиллированной водой так, чтобы она полностью покрывала бомбу, температура воды не должна быть более 24,5 °С, закрыть сосуд крышкой 6 (рис. 6); г) установить сосуд в гнезда калориметра на подставку 11 (рис. 6), закрыть крышкой 6, подсоединить контакты цепи зажигания и разъем нагревателя к гнездам на крышке 6, проверить исправность цепи зажигания, подсоединив омметр к гнезду «Зажигание» на передней панели калориметра; д) установить метастатический термометр 6 (рис. 8) в специальное гнездо, плавно опуская его таким образом, чтобы его нижний ртутный резервуар находился на уровне середины бомбы; е) проверить положение ударника вибратора - (1...2) мм от корпуса метастатического термометра; ж) вставить вилку шнура с кнопкой зажигания в гнезда «Зажигание», подать питание 220 В, 50 Гц на калориметр, включить последовательно кнопки «Сеть», «Мешалка», «Осветитель термометра», «Вибратор», «Зуммер»; зуммер должен быть хорошо слышен, а вибратор слегка ударять по термометру; з) включить кнопки «Нагреватели сосуда, оболочки», установить температуру воды: внутренней полости 1 (рис. 6) 27,5°С, в калориметрическом сосуде 24,9°С; при установлении показаний 1,1 деления по шкале метастатического термометра (достигается предварительной его настройкой) отключить кнопку «Нагреватель сосуда». 9. Провести эксперимент по определению удельной теплоты сгорания топлива, для этого: а) выждать 10 мин для выравнивания температуры всех частей калориметра: б) провести начальный период эксперимента, для этого следует отсчитать 10 показаний по шкале метастатического термометра, каждое показание считывать по третьему сигналу зуммера (или по

третьему загоранию сигнальной лампы «Отсчет»); результаты данного и последующих периодов опыта занести в таблицу по форме 4; в) провести главный период эксперимента, для этого на одиннадцатом отсчете (считая его первым отсчетом главного периода) нажать кнопку цепи зажигания; отсчитать 15 показаний по шкале метастатического термометра в том же темпе, как в п. б; г) провести конечный период эксперимента, для этого, считая последний отсчет главного периода первым отсчетом конечного периода, отсчитать в нем 11 показаний в том же темпе, что и в п. «б». Примечание. Погрешность считывания по шкале метастатического термометра в начальном, главном (с четвертого отсчета) и в конечном периодах не должна превышать 0,1 наименьшего деления шкалы, в главном периоде погрешность первых трех отсчетов после зажигания не должна превышать двух наименьших делений шкалы. 10. Отключить питание калориметра, выключить все кнопки, извлечь и отвести в сторону метастатический термометр, снять крышку калориметра, отсоединить все провода от крышки калориметрического сосуда, извлечь сосуд из гнезда, а бомбу - из сосуда. 11. Снять колпачки с клапанов бомбы, установить бомбу на подставку, отвинтить контргайку 1 (см. рис. 5), открыть ключом выходной клапан и постепенно в течение (4...5) мин выпустить газ; разобрать бомбу.

Форма 4 Период

1

Запись отсчетов по термометру номера показания по наблюдешкале ний термометра

2

3

Данные для расчета

4

Начальный

Главный

Конечный

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 (запал) 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34

Температура помещения Сi = 15000 Дж/град Н = 1,000 град/дел. tн = hн =

t1 =

х 0 − х 10 10

tн= rб = rм = tк = hк = t2 =

q1 = G1 = m=

х 24 − х 34 10

Уголь марки

tк=

Vг = Wа = Aa = Sа = S ла = Нг = Нр = Wр =

12. Осмотреть бомбу, если внутри бомбы имеются сажистые вкрапления или недогоревшее топливо, эксперимент повторить с самого начала. При отсутствии их тщательно отмыть горячей дистиллированной водой все внутренние части бомбы, включая тигелек, крышку и ее каналы, особенно выпускной. Всю промывную воду (300...350 мл) собирают вместе с содержанем тигелька в стакан.

Смыв бомбы подвергают анализу в соответствии с указаниями к работе 5. 13. Собрать остатки запальной проволоки и взвесить их с погрешностью ±0,001 г. 14. Рассчитать значения Qба; Qвa; QвP; QнР и погрешности расчета; сравнить полученные значения со справочными данными (приложение 1). Примечание. Работу с регистратором смотри в приложении 4. V. Содержание отчета 1. Описание лабораторной установки, технические характеристики оборудования и метрологические характеристики средств измерений. 2. Основные теоретические положения. 3. Краткое описание методики проведения эксперимента по определению теплоты сгорания топлива. 4. Необходимые рисунки, расчеты. 5. Выводы по работе с указанием факторов, влияющих на изменение теплоты сгорания топлива и процесс горения. Литература: [4]; [7], с. 21...23. Работа 5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ СЕРЫ В ТОПЛИВЕ (МЕТОД «СМЫВА БОМБЫ») I. Цель работы Изучение методики определения содержания серы в твердых и жидких топливах; анализа влияния содержания серы в топливе на коррозионную агрессивность продуктов сгорания. II. Основные теоретические положения При сжигании сернистых топлив температура точки росы продуктов сгорания может быть намного выше точки росы, определяемой парциальным давлением водяных паров в дымовых газах. Это превышение обусловлено наличием в газах окислов серы, содержащейся в топливе, в частности сернистого SO2 и серного SO3 ангидрида. Соединяясь с парами воды, они образуют смесь кислот,

которая, конденсируясь на низкотемпературных поверхностях нагрева, вызывает коррозионное разрушение металла. Увеличение содержания серы в топливе приводит к росту содержания SO2 и SO3 в дымовых газах, повышению температуры точки росы продуктов сгорания и снижению экономичности оборудования вследствие необходимости увеличения температуры уходящих газов. В области высоких температур при соприкосновении газов с горячими поверхностями нагрева SO2 окисляется до SO3. Катализаторами этой реакции являются пленка окалины Fe2O3 и слой нагара. Образующиеся при этом сульфидные окислы железа разрушают защитную пленку окалины, что приводит к повреждению металла поверхностей нагрева. Особенно подвержены высокотемпературной газовой коррозии трубки пакетов пароперегревателя. При сжигании топлива в бомбе сера, содержащаяся в нем, сгорает с образованием SO3 и, соединяясь с водой, образует H2SO4. Серная кислота в растворе диссоциирует, образуя ионы водорода и сульфат-ионы. При соединении с раствором хлористого бария ВаС12 образуется сульфат бария в виде осадка по реакции H2SO4 + ВаСl2 = 2НСl + BaSO4. Содержание общей серы в аналитической пробе может быть найдено из выражения, %

Sа =

q ⋅ 0,1374 100, m

где q - масса сернокислого бария; 0,1374 - коэффициент пересчета сернокислого бария на содержание в нем серы; m -масса навески топлива. Для оценки точности определения содержания Sa необходимо провести несколько опытов, вычислить среднее арифметическое

Sа =

1 n а ∑ Si , n i =1

найти отклонения

∆

Siа

= S а − S iа ,

и вычислить среднеквадратическое отклонение результатов

измерения

σ

Sа

=±

1 2 ∑ ∆ Sа . n ( n − 1) i

Вычислить доверительные границы εр, за пределы которых с заданной доверительной вероятностью P = 0,95 не выйдет за истинное значение содержания серы в аналитической пробе. Запись результата

Sа ± ε р , где ε р = σ Sа ⋅ t р . Коэффициент tP определяется по таблице Лапласа, исходя из условия, что распределение погрешностей подчиняется нормальному закону. III. Описание лабораторной установки Лабораторная установка (рис. 9) состоит из электрической муфельной печи 2 с задатчиком температуры 1; термоэлектрического термометра, состоящего из термоэлектрического преобразователя 4 и милливольтметра 5, отградуированного в градусах Цельсия, эксикатора 6, нагревательного устройства 8, тигля 3, стакана 7, аналитических

Рис. 9 весов и набора реактивов: соляной кислоты, метилоранжа, 10%-ного раствора хлористого бария (на рисунке не показаны).

IV. Порядок выполнения работы 1. Ознакомиться с лабораторной установкой, порядком включения муфельной печи и установления заданной температуры в ней, установки и выемки из печи тигля, работы с весами. 2. Записать технические характеристики основного оборудования и метрологические характеристики средств измерений. 3. Добавить в приготовленный смыв бомбы (см. работу 4), налитый в стакан 7 (рис. 9), небольшое количество соляной кислоты до слабокислой реакции (раствор после добавления нескольких капель метилоранжа должен покраснеть). 4. Установить стакан 7 на нагревательное устройство 8, нагреть раствор до кипения и к нему по каплям налить 10 мл 10%-ного раствора хлористого бария; в стакане выпадет осадок сернокислого бария. 5. Установить стакан с осадком в кипящую водяную баню, где держать два часа, вынуть, выдержать при комнатной температуре не менее 12 ч. Примечание. Эту часть работы выполняют в тот же день, что и работу 4. Окончание работы переносится на другое занятие. 6. Профильтровать осадок через плотный беззольный фильтр; промыть осадок на фильтре несколько раз горячей дистиллированной водой для полного удаления соляной кислоты. 7. Взвесить пустой просушенный тигель на аналитических весах с погрешностью ±0,001 г. Результат взвешивания занести в таблицу по форме 5 (сюда же заносятся результаты остальных измерений).

1 2 3

Результат измерения, %

Содержание серы в аналитической пробе Sа, %

Масса Ba2SO4 g, г

Масса тигля с осадком после контрольного взвешивания g 2, г

Масса пустого тигля g1, г

Масса навески топлива m, г

№ п/п

Форма 5

8. Подсушить влажный фильтр с осадком сернокислого бария, не вынимая из воронки, сложить вчетверо, поместить в тигель, слегка уплотнить осадок в тигле. 9. Установить задатчиком 1 температуру в печи 2 (775...825)°С по прибору 5, открыть печь и поместить тигель с осадком у входа в печь; выдержать в таком положении до обугливания содержимого тигля, не давая загореться фильтру (допускается обуглить содержимое тигля на электроплитке). 10. Переместить тигель в зону максимальной температуры, закрыть печь, прокаливать до тех пор, пока остаток в тигле не станет совершенно белым. 11. Остудить тигель на воздухе в течение 5 мин, а затем в эксикаторе до комнатной температуры; взвесить тигель с остатком. 12. Вновь поместить тигель в печь, прокалить содержимое в течение (5...7) мин, повторить операции по п. 11; сравнить результаты измерений по пп. 11, 12; если разница взвешиваний превышает 0,001 г - повторить прокаливание; масса тигля с осадком после последнего (контрольного) прокаливания не должна отличаться от его массы после предыдущего прокаливания более, чем на 0,001 г. 13. Вычислить массу осадка (BaSO4) как разность масс тигля после контрольного прокаливания и пустого. 14. Рассчитать содержание общей серы Sa в аналитической пробе. Массу навески топлива принять по данным работы 4. 15. Рассчитать погрешность экспериментального определения общей серы в аналитической пробе. Результаты расчетов занести в таблицу по форме 5. V. Содержание отчета 1. Краткое описание лабораторной установки. 2. Технические характеристики основного оборудования метрологические характеристики средств измерений. 3. Краткое описание методики проведения эксперимента. 4. Необходимые таблицы, рисунки, расчеты. 5. Выводы по работе с указанием влияния содержания серы в топливе на агрессивность продуктов горения. Литература: [5]; [6].

Работа 6. АНАЛИЗ ДЫМОВЫХ ГАЗОВ I. Цель работы Определение состава дымовых газов и коэффициента избытка воздуха, приобретение навыков анализа влияния их на организацию процесса сжигания топлива. II. Основные теоретические положения Под анализом дымовых газов понимается определение в них процентного содержания (по объему) всех компонентов (полный газовый анализ) и отдельных компонентов: СО2, SО2, O2 и СО (неполный газовый анализ). Последний достаточен, чтобы судить о полноте сгорания топлива, воздушном режиме горения и правильности ведения процесса горения. Наличие в дымовых газах окиси углерода СО указывает на неполноту сгорания и потерю теплоты от химического недожога; по содержанию СО2 или О2 судят о коэффициенте избытка воздуха. На рис. 10 представлена номограмма, позволяющая приближенно оценивать

Pис. 10

коэффициент избытка воздуха по суммарному содержанию СО2 и SO2 (RO2) в продуктах сгорания твердых и жидких топлив; на рис. 11 - по

Рис. 11

суммарному содержанию RO2 и свободного кислорода в продуктах сгорания газообразных и низкосортных твердых топлив. При слишком малом коэффициенте избытка воздуха и плохом перемешивании топлива с воздухом увеличивается химический недожог; увеличение коэффициента избытка воздуха приводит к уменьшению химического недожога, но при этом возрастают потери с уходящими газами, а также нагрузки на вентиляторы и дымососы. Состав продуктов сгорания топлива определяется с помощью специальных приборов – газоанализаторов или хроматографов. Содержание CO может быть получено по показанию прибора или вычислено по полученным в опыте значениям RO2 и O2, %

CO = где

β = 2,37

21 − β RO 2 − ( RO 2 + O 2 ) , 0,605 + β

Н р − 0,126 О р С р + 0,375S рл

; C p , H p , O p , S pл - процентное

содержание углерода, водорода, кислорода и серы в рабочем составе топлива (принимается по характеристикам топлива, приведенным в справочниках).

Коэффициент избытка воздуха может быть определен с использованием показаний прибора, по номограммам (рис. 10, 11) или вычислен

α=

Vд Vo

=

21 , O 2 − 0,5СО 21 − 79 N2

где Vд – количество воздуха, действительно подаваемое для горения; Vо – количество воздуха, теоретически необходимого для полного сгорания топлива; N2 – содержание азота в дымовых газах, приближенно может быть найдено из выражения, % N2 = 100 – (RO2 + O2 + CO)

При полном сгорании топлива коэффициент избытка воздуха может быть определен из выражения

α=

где

RO 2 max , RO 2

RO 2 max =

21 . 1+ β

Оценить погрешности определения компонентов дымовых газов и расчета коэффициента избытка воздуха можно так же, как это изложено в работе 5. В случае однократного проведения опыта погрешность определения содержания каждого компонента по площади пиков хроматограммы можно определить из выражения, мм2 2

∆ K i = ∆ Si

⎡ ⎤ ⎡ ∂ ( hω 0 , 5 ) ⎤ о 2 ∂ ( hω 0 , 5 ) + ∆ = ± ( ∆oh ) 2 ⎢ ( ) ⎢ ⎥ ⎥ ω0,5 ∂ ω ∂ h ⎢ 0,5 ⎥ ⎣ ⎦ ⎣ ⎦

2

или, %

δ Ki = ±

∆ Si Si

100,

где h – высота пика, ϖ 0,5 - ширина пика на половине его высоты; ∆оh и ∆оω0,5 - абсолютные погрешности определения высоты и ширины пика соответственно, мм

где B – ширина диаграммы; γ оh и γ оω0,5 - приведенные погрешности определения высоты и ширины пика соответственно, % 2 γ oh = ± γ 2h + γ 2д + γ ф2 + γ св ,

γ оω0,5 = ± γ ω2 0,5 + γ ф2 .

Для хроматографа типа ЛХМ-8МД: γд = 3% - дрейф нулевой линии; γф = 0,5% - уровень флуктуационных помех; γсв = 1% - сходимость высот пиков в изотермическом режиме для газовых проб; γh и γω0,5 - приведенные погрешности измерения высоты и ширины пика, %

∆ γ h = ± h 100, B ∆оh

∆оω0,5

γ ω0,5 = ±

∆ ω0,5 В

100,

где и - абсолютные погрешности определения высоты и ширины пика соответственно (не менее ± 0,1 мм).

III. Описание лабораторной установки

Лабораторной установкой является хроматограф типа ЛХМ8МД (рис. 12), состоящий из блока анализатора 4, крышки с детектором по теплопроводности в собственном термостате (находится в блоке анализатора); блока подготовки газов 5, блока управления 3, блока программирования 2, электронного потенциометра 1типа КСП4. Блок анализатора состоит из термостата, газовой панели, газового дозатора и терморегулятора испарителя.

Газовая панель подключается к блоку подготовки газов через газовый дозатор. Инертный газ-носитель из баллона 1 (рис.13) через стандартный баллонный редуктор 2 под давлением (0,5...1,0) МПа

Рис. 13 подается на вход блока подготовки газов, где, пройдя через фильтр 3 и редуктор давления 4, разделяется на два потока, в каждом из

которых имеются элементы регулирования и стабилизации давления и расходов 5. Затем газ поступает па промежуточную панель блока анализатора. Оба газовых потока поступают в узлы ввода пробы испарители 7, причем один из потоков предварительно проходит через кран-дозатор 6. Анализируемая проба (продукты горения) может быть введена в хроматограф специальным шприцем через испаритель 7 или с помощью крана газового дозатора 6. Из испарителей смесь газа-носителя и анализируемой пробы поступает в разделительные колонки 8, а с выхода колонок бинарная смесь (газноситель +ί-й компонент анализируемой пробы) поступает в детектор 9. Электрические сигналы, пропорциональные содержанию каждого ίго компонента, с детектора поступают на потенциометр, где фиксируются на диаграммной ленте в виде хроматограммы. На электрической панели блока анализатора расположен бесконтактный терморегулятор испарителя. Под верхней крышкой блока анализатора на термостате установлена детекторная крышка с детектором по теплопроводности и испарителем. Разделительные колонки подсоединены одними концами к выходу из испарителя, а другими - ко входу детектора. Блок управления содержит: регулятор, предназначенный для поддержания заданной температуры в термостатах колонок и детектора, стабилизатор напряжения, питающий детектор, преобразователь сигнала детектора в величину, пригодную для измерения и записи потенциометром. Блок программирования предназначен для установки и автоматического поддержания необходимой температуры в термостате колонок по линейному закону. IV. Порядок выполнения работы

1. Ознакомиться с лабораторной установкой. Записать основные технические и метрологические характеристики блоков и хроматографа в целом. 2. Произвести осмотр хроматографа и убедиться в правильности подключения газовых линий. Включить вилки и разъемы электронных блоков и потенциометра КСП4 в розетки блока анализатора, а сетевую вилку блока анализатора - в сеть 220 В. Тумблеры «Сеть» и «Питание детекторов» должны быть выключены. 3. Подготовить хроматограф к работе, для этого: а) установить температуру испарителей (по указанию преподавателя) переключателем на блоке анализатора. При установке

температуры испарителей более 200°С подключить воздушное или водяное охлаждение к штуцерам испарителей; б) установить температуру разделительных колонок для работы в изотермическом режиме: лимб блока программирования температуры установить так, чтобы назначение температуры (задается преподавателям) находилось под стрелкой неподвижного упора. При этом тумблер "Программа" должен быть выключен, переключатель "Скорость программирования" может находиться в любом положении; в) установить температуру термостата детектора лимбом на блоке управления на 50 0C выше температуры колонок; г) включить тумблер "Сеть" на блоке анализатора, убедиться по характерному шуму о работе вентилятора РАБОТА БЛОКА С НЕРАБОТАЮЩИМ ВЕНТИЛЯТОРМ НЕДОПУСТИМА

Включить тумблер "Сеть" на всех блоках и на КСП4, включить тумблер "Диаграмма" на КСП4 (скорость протяжки ленты КСП4 по указанию преподавателя). 4. Произвести анализ исследуемой газовой пробы, для этого: а) подать газ-носитель в хроматограф (давление газа (0,7…0,9) МПа, расход – (10…100)мл/мин – устанавливается с помощью ручек "Колонка I и II" на лицевой панели блока подготовки газов; контроль расхода производится расходометром, подключаемым поочередно к обеим выходным трубкам на детекторной крышке; б) повернуть ручку "Питание детектора" до отказа против часовой стрелки, включить тумблер «Питание детектора», установить необходимый ток детектора в соответствии с графиком (приложение 3); ручку переключателя «Множитель» установить в положение «ЗОО», ручками «Установка нуля» ("«Грубо» и «Плавно») вывести перо КСП4 на середину шкалы. По мере разогрева (около 1,5 ч) переключатель «Множитель» постепенно переводить до минимального значения, а ручками «Установка нуля» перо КСП4 постепенно вывести на нулевую отметку. Прибор считается вышедшим на режим, если дрейф и флуктуация нулевой линии не превышают 3% и 0,5% шкалы КСП4 соответственно. в) ввести анализируемую пробу шприцем через испаритель или с помощью крана-дозатора (по указанию преподавателя). Шприцем, промытым несколько раз анализируемой смесью, отбирается необходимое количество этой смеси, затем игла шприца через резиновую прокладку

испарителя вводится на максимальную возможную глубину, и проба

выдавливается. При использовании крана-дозатора необходимо объем с анализируемой смесью подключить к штуцеру «Вход – Дозатор» на задней панели блока анализатора, выдвинуть шток дозатора (на правой боковой панели блока анализатора), включить подачу анализируемого газа и через (3...5) с задвинуть шток дозатора. 5. Убедиться в регистрации на ленте КСП4 всех пиков хроматограммы, выключить тумблеры «Диаграмма» на КСП4 и «Сеть» на всех блоках прибора, снять ленту с хроматограммой. 6. По хроматограмме произвести качественный и количественный анализы смеси. Качественный анализ производится по заранее известным временам удерживания компонентов смеси. Количественный анализ основан на прямой зависимости между количеством вещества, введенного с пробой в хроматограф (принимается за 100%) и площадями пиков хроматограммы: каждый пик соответствует какому-либо одному компоненту пробы, сумма площадей принимается за 100%, площадь каждого пика в процентах равна процентному содержанию соответствующего компонента. Оценить точность количественного анализа. Результаты занести в таблицу по форме 6. 7. Рассчитать содержание недостающих по результатам опыта компонентов анализируемой пробы и коэффициент избытка воздуха в пробе.

V. Содержание отчета

1. Краткое описание лабораторной установки, технические и метрологические характеристики хроматографа. 2. Результаты эксперимента, расшифровка хроматограммы, качественный и количественный анализы дымовых газов. 3. Оценка погрешностей определения компонентов дымовых газов. 4. Необходимые расчеты, таблицы, выводы по работе.

Литература: [7], с. 31, 32.

Форма 6

RO2 + O2

O2

N2

CO

1

2

3

4

5

6

1 2 3 Среднее арифметическое значение х, % Среднее квадратическое отклонение δ, % Доверительные границы εр, % Результат измерения

Коэффициент избытка воздуха α

№№ опыта

RO2 = CO2 + + SO2

Содержание в анализируемом газе, %

7

8

Интинское местораждение 7. Кизеловский разрез Канско-Ачинский бассейн 8. Ирша-Бородинское месторождение 9. Назаровское месторожедение 10. Березовское месторождение 11. Эст. ССР разрез "Вивиконд"

Д

Отсев

14,0

25,8

2,5

1,4

Т

Р Отсев

5,0

23,8

2,0

0,8

6,5

16,8

7,0

40,9

5,5

23,64

11,0

25,4

6,0

31,0

6,1

Т СС Ж

6.

12. Ленинградская обл. 13. »

»

14. Мазут малосернистый 15. Мазут сернистый 16. Мазут высокосернистый

Р Р Отсев

Р Отсев Р

Г

Отсев Р, K, M

WP

SPOP

5.

Экибастузский бассейн Разрез 5/6 Печерский бассейн

SPK

4.

Донбасс » Камеровский бассейн

AP

1. 2. 3.

Класс или продукт обогащения

Бассейн, месторождение

Марка топлива

РАСЧЕТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ Рабочая масса, состав

0,4 0,4

0,4 0,8

2,0

0,6

Б2

Р

33,0

6,0

0,2

Б2

Р

39,0

7,3

0,4

Б2

Р

33,0

4,7

0,2

13,0

40,0

1,3

0,3

11,5

60,6

1,4

0,3

50,5

6,3

0,1

3,0

0,05

0,3

3,0

0,1

1,4

3,0

0,1

2,8

Сланец энергетический, мелкий Сланец крупный, средний, мелкий

Торф фрезерный

* Характеристики нелетучего осадка: 1 - порошкообразный, 2 слабо

ПРИЛОЖЕНИЕ 1 Характеристика нелетучего остатка

1,0 0,9

7,1 1,7

17,75 30,0 24,20 25,0

4,5 1,5

44,0 1100 23,0 1060

1250 1200

1350 1250

1 – 2* 1-2

68,6

3,1

1,5

3,1

26,2

18,0

1,5

13,0 1250

1300

1400

1-3

41,1

2,8

0,8

6,6

15,9

44,0

2,5

30,0

-

-

-

59,6

3,8

1,3

5,4

23,65 25,0

1,8

33,0 1140

1200

1250

3

47,7

3,2

1,3

8,8

18,3

28,5

7,0

40,0 1050

1150

1170

1

48,5

3,6

0,8

4,0

19,7

33,0

1,5

42,0 1200

1450

1500

1-3

43,7

3,0

0,6

13,5

15,65

9,0

12,0 48,0 1180

1210

1230

1

37,6

2,6

0,4

12,7

13.0

12,0 13,0 48,0 1200

1220

1240

1

44,3

3,0

0,4

14,4

15,65

7,0

1290

1310

1

24,1

3,1

0,1

3,7

9,34

60,0

-

90,0 1300

1400

1430

1

20,6

2,7

0,1

2,8

5,82

75,5

3,5

80,0 1250

1360

1380

1

24,7

2,6

1,1

15,2

10,2

1,0

-

85,0 1010

1150

1200

1

84,6 11,7 0,3

40,3

-

-

-

-

-

-

-

-

83,8 11,2 0,5 39,75

-

-

-

-

-

-

-

-

83,0 10,4 0,7

-

-

-

-

-

-

-

-

38,8

НР

СР

спекшийся, 3 – спекшийся.

-

12,0 48,0 1270

t3

3,4 3,1

t2

Низшая теплота сгорания QHP, МДж/кг Зольность на сухую массу, % АС

44,8 62,7

топлива, %

t1

OP

Температура плавкости золы, ˚С

NP

Влажность гигроскопическая, % Wги Выход летучих на горючую массу % V

ТВЕРДЫХ И ЖИДКИВХ ТОПЛИВ

ПРИЛОЖЕНИЕ 2 Поправки к показаниям на калибр

ПРИЛОЖЕНИЕ 3 Область допустимого тока детектора

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

Порядок работы калориметра с регистратором

1. Провести подготовку к эксперименту в соответствии с пп. 1...7 раздела IV работы 4. 2. Собрать электрическую схему регистратора (по указанию преподавателя). 3. Установить заполненный водой сосуд (без бомбы) в гнездо, образованное внутренней оболочкой 12 (рис. 6) на подставки 11 и проверить устойчивость его положения. Закрыть сосуд крышкой 6 и подсоединить разъем нагревателя к гнездам на крышке. Установить на место крышку 5 калориметра. 4. Установить термопреобразователи сопротивления (ТС) блока измерительного в предназначенные для них отверстия на крышке калориметра. 5. Включить тумблер «Сеть» на лицевой панели блока измерительного; нажать клавиши «5В», «Период», «Сеть» на цифровом вольтметре Щ1516: прогреть регистратор в течение 1 ч. 6. Установить переключатель «Работа Откл. Калибровка» на лицевой панели блока измерительного в положение «Откл.», а ручкой «Установка нуля», расположенной на этой же панели, установить показания вольтметра Щ1516 на значение ±0,0001 В, затем переключатель установить в положение «Работа». 7. Подать питание на калориметр от розетки «В-08-М 220 В» на задней панели измерительного блока; включить па передней панели калориметра кнопки «Сеть», «Мешалки», «Нагреватели оболочки». После установления автоматического режима поддержания температуры воды в оболочке калориметра откалибровать регистратор, для этого: а) включить кнопку «Нагреватели сосуда» и установить температуру воды в калориметрическом сосуде немного выше, чем в оболочке (показание вольтметра Щ1516 должно находиться в пределах 3,7530...3,7540 В); выключить кнопку «Нагреватели сосуда»; следить за изменением показаний Щ1516 и в момент, когда показание станет равным 3,7500 В, перевести переключатель «Работа Откл.

Калибровка» в положение «Калибровка» и записать новое показание Щ1516 (после установления показаний); б) вернуть переключатель в положение «Работа»; провести операцию калибровки 5 раз и найти среднее арифметическое значение величины скачка показаний вольтметра; в) вычислить значение относительной погрешности калибровки, %

∆К =

∆U К − ∆U , ∆U К

где ∆UК = 2,9187 В, ∆U - средняя величина скачка, полученная при калибровке. Если ∆К>0,05%, произвести подстройку регистратора потенциометром «Регулировка чувствительности» на лицевой панели измерительного блока и повторить калибровку до достижения значения ∆К≤0,05%. 8. Провести операции раздела IV, п. 8 «а», «б», «в», «г». Включить кнопку "Нагреватели сосуда", выждать до установления показаний вольтметра - 0,1500 В, выключить кнопку «Нагреватели сосуда». Запись в протокол полуминутных отсчетов в начальном периоде начинать от значения 0,0000 В на индикаторе Щ1516 (при этом температура воды в сосуде будет равна (25±0,2)°С). Пронести операции по п. 9 «б» и далее до п. 14, записывая показание вольтметра Щ1516 по третьему сигналу зуммера. 9. После окончания эксперимента тумблеры «Работа Откл. Калибровка» и «Вкл. Откл.» на лицевой панели регистратора поставить в положение «Откл.». ВНИМАНИЕ! При извлечении калориметрического сосуда из калориметра при температуре окружающей среды меньше 20˚С или больше 30˚С ТС поместите в сосуд с водой, имеющей температуру (25…28)˚С, во избежании перегрузки входа усилителя измерительного блока.

ПРИЛОЖЕНИЕ 5

ИНСТРУКЦИИ И ПРОГРАММЫ ОБРАБОТКИ РЕЗУЛЬТАТОВ ОПЫТОВ НА ПРОГРАММИРУЕМОМ МИКРОКАЛЬКУЛЯТОРЕ «ЭЛЕКТРОНИКА БЗ-34» Работа 1 Инструкция

1. Включить микрокалькулятор. 2. Перейти в режим программирования, нажав клавиши F, ПРГ. 3. Занести программу. 4. Установить счетчик на 0, нажав клавиши F, авт, в/о. 5. Занести исходные данные в адресуемые регистры памяти: 100 - в RG 0; m1, г - в RG 1; m2, г - в RG 2; m4, г - в RG 4; ∆В, г - в RG 8; ∆Р, г - в RG 9 (для занесения в память набрать численное значение на индикаторе, нажать клавишу П и № адресуемого регистра). 6. Запустить программу на счет, нажав клавишу с/п. 7. Списать с индикатора значение δWа, % 8. Последовательно вызывать на индикатор для занесения в таблицу по форме 1 из регистров памяти численные значения: ∆m, г из RG A (нажав клавиши ИП, A); Wa, % - из RG В (нажав клавиши ИП В). Программа

00.ИП2; 01.ИП4; 02.-; 03.ПА; 04.ИП2; 05.ИП1; 06.-; 07.ПС; 08.:; 09.ИП0; 10.Х; 11.ПВ; 12.ИП8; 13.Fx2; 14.ИП9; 15.Fx2; 16.+; 17.F √, 18.ИПС;19.:; 20.ИПО; 21.X; 22.с/п. Работа 2 Инструкция

Пункты 1...6 - как и в работе 1. 7. Списать с индикатора значение δАа, %. 8. Вызвать на индикатор для занесения в таблицу по форме 2 численное значение Аа, %, нажав клавиши ИП, В.

Программа

00.ИП4; 01.ИП1; 02.-; 0З.ИП2; 04.ИП1; 05.-; 06.ПС; 07.:; 08.ИП0, 09.Х; 10.ПВ; 11.ИП8; 12.Fx2; 13.ИП9; 14.Fx2; 15.+; 16.F √, 17.ИПС; 18.:; 19.ИП0; 20.Х; 21. с/п. Примечание: при одновременной обработке результатов экспериментов работ 1 и 2 можно использовать часть уже записанной программы к работе 1, для этого: установить счетчик на 0 (в/0), набрать три первые команды, перейдя в режим программирования (нажать клавиши F, прг, ИП4, ИП1, -), по команде 03 записать КНОП и далее по инструкции к работе с п. 4 (с 04 по 22 адрес работает программа к работе 1). Работа 3 Инструкция

Повторить пункты 1...4 к работе 1. 5. Занести исходные данные в регистры памяти: 100 - в RG 0; m1, г - в RG 1; m2, г - в RG 2; m3, г - в RG 3; Wa, % - в RG 5 (по данным работы 1); ∆в, г - в RG 8; ∆Р, г - в RG 9. 6. Пустить программу на счет (с/п). 7. Списать с индикатора значение δVa, %. 8. Последовательно вызвать на индикатор для занесения в таблицу по форме 3 из регистров памяти численные значения: Va, % (ИП, А); Ка,% (ИП, В). Программа

00.ИП0; 01.ИП2; 02.ИП3; 03.-; 04.ИП2; 05.ИП1; 06.-; 07.ПС; 08.:; 09.ИП0; 10.Х; 11.ИП5; 12.-; 13.ПА; 14.-; 15.ИП5; 16.-; 17.ПВ; 18.ИП8; 19Fx2; 20.ИП9; 21.Fx2; 22.+; 23.F √; 24.ИПС; 25.:; 26.2; 27.Х; 28.ИП0; 29.Х; 30.с/п.

Работа 4 Инструкция

Повторить пункты 1...4 к работе 1. 5. Занести исходные данные в адресуемые регистры: 15000 - в RG 0; ∆t, ˚С - в RG 1; Ct, °С - в RG 2; 12,55 - в RG 3; m, г - в RG 4; 2510 - в RG 5; 150 - в RG 6; 10-3 - в RG 7; SЛР, % - в RG 8; 2.10-6 - в RG 9; 0,999 - в RG В; 860 - в RG D). 6. Загрузить регистры стека; для этого: набрать 93,5, нажать ↑ ; набрать 100, нажать ↑ ; набрать Wa, % (по данным работы 1). 7. Пустить программу на счет, нажав с/п. 8. Списать с индикатора значение ∆Q, кДж/кг. Последовательно вызвать на индикатор для занесения и таблицу по форме 4 из регистров памяти численные значения: Q6a - (ИП, A); Qвa - (ИП, В); QвP - (ИП, С); Qнр - (ИП, D). Программа

00.-; 01.:; 02.ПС; 03.ИП0; 04.ИП1; 05.ИП2; 06.+; 07.X; 08.ИП3; 0.9.-; 10.ИП4; 11.:; 12.ПА; 13.ИПВ; 14,X; 15.ИП8; 16.9; 17.4; 18.Х; 19.ИПС; 20.:; 21.-; 22.ПВ; 23.ИПС; 24.Х; 25.ПС. 26.ИПD; 27.-; 28.ПD; 29.ИП1; 30.ИП2; 31.+; 32.ИП4; 33.:; 34.ИП6; 35.Х; 36.Fx2; 37.ИП1; 38.ИП2; 39.+; 40.ИП0; 41.X; 42.ИП3; 43.-; 44.ИП4; 45.Fx2; 46.:; 47.Fx2; 48.ИП9; 49.Х; 50.+; 51.ИП0; 52.ИП4; 53.:; 54.Fx2; 55.ИП9; 56.Х; 57.+; 58.ИП5; 59.ИП7; 60.Х; 61.ИП4; 62.:; 63.Fx2; 64.+; 65.F √; 66.с/п. Примечание: перед повторным вычислением необходимо восстановить исходные данные в регистрах В и D. Работа 5 Инструкция

Повторить пункты 1...4 к работе 1. 5. Занести исходные данные в адресуемые регистры: 13,74 - в RG 0; tP = 2,5 - в RG 9; g1, г – в RG D; 0 - в RG 1. 6. Пустить программу на счет (с/п). 7. После останова ввести численное значение массы навески m, г и массы тигля с осадком после контрольного взвешивания g2, г, найденных после проведения первого из трех опытов; для этого: набрать табло m', г, нажать клавишу ↑, набрать g2', г. 8. Пустить программу на счет (с/п).

9. Провести операции по п. 7, введя m", г и g2", г, найденные из второго опыта. 10. Пустить программу на счет (с/п). 11. Провести операции по п. 7, введя m"', г и g2"', г, найденные из третьего опыта. 12. Пустить программу на счет (с/п). 13. Списать с индикатора значение εр. 14. Вызвать последовательно на индикатор из регистров памяти искомые величины для занесения в таблицу по форме 5: Sa', % - из RG А; Sa", % - из RG В; Sa"', % - из GR С; g', г – из RG 8; g", г RG 7; g'", г – из RG 6. Программа

00.9; 01.П3; 02.П4; 03.П5; 04.с/п; 05.ПП; 06.37; 07.с/п; 08.ПП; 09.37; 10.c/п; 11.ПП; 12.37; 13.ИПВ; 14.+; 15.ИПА; 16.+; 17.3; 18.П0; 19.:; 20.П2; 21.КИП5; 22.ИП2; 23.-; 24.Fx2; 25.ИП1; 26.+; 27.П1; 28.FL0; 29.21; 30.6; 31.:; 32.F √; 33.ПD; 34.ИП9; 35.Х; 36.с/п; 37.ИПD; 38.-; 39.КП3; 40.xy; 41.:; 42.ИП0; 43.X; 44.КП4; 45.в/о. Работа 6 Инструкция

Повторить пункты 1...4 к работе 1. 5. Занести исходные данные в адресуемые регистры: 100 - в RG 0; 0,1 - в RG 1; 0,5 - в RG 3; 2,5 - в RG 5; h, мм - в RG A; ω0,5, мм - в RG В. 6. Пустить программу на счет (с/п). 7. Списать с индикатора значение δКi, %. Программа

00.ИП1; 01.ИП5; 02.:; 03.Fx2; 04.ИП3; 05.Fx2; 06.+; 07.П6; 08.0; 09.Fx2; 10.+; 11.1; 12.+; 13.F √;14.ИП5; I5.X; 16. Fx2; 17.ИПВ; 18. Fx2; 19.X; 20.ИП6; 21. Fx2; 22.ИП5; 23.Х; 24. Fx2; 25.ИПА; 26. Fx2; 27.X; 28.+; 29.F√; 30.ИПА; 31.:; 32.ИПВ; 33.:; 34.ИП0; 35.Х: 36.с/п.