Определение содержания гигроскопической влаги

 в твердом топливе

Описание установки

 

Установка для определения содержания влаги представляет собой сушильный шкаф, в который помещаются тигли с навеской твердого топлива в 1г, измельченного до размеров частиц 3мм. Температура в сушильном шкафу контролируется с помощью термометра. Регулирование температуры производится терморегулятором.

 

Ход работы

1 В предварительно взвешенный фарфоровый тигель насыпать навеску угля в количестве 1г с размерами частиц до 3мм.

2 Фарфоровые тигли установить в сушильный шкаф, предварительно нагретый до температуры 130...150°C. Тигли с навесками выдержать в таком шкафу в течение 5 мин., после чего вынуть их из шкафа, охладить на воздухе 3...5 мин. и взвесить. Теоретически тигли необходимо обезводить до постоянной массы.

3 После взвешивания тигли с навесками необходимо установить в сушильный шкаф для контрольной сушки в течение 5 мин. Повторять эксперимент до достижения постоянной массы пробы. Практически добиться постоянной массы нельзя, так как постепенное уменьшение массы происходит вследствие поглощения кислорода воздуха. Поэтому окончательной следует считать минимальную массу. При такого рода определении надо иметь в виду следующее:

- при нагревании до 105°С гидратная влага глин, образующих золу горючего, удаляется не полностью;

- при нагревании до 105°С в атмосфере воздуха может происходить окисление горючей массы топлива;

- в некоторых случаях возможно также разложение органических соединений.

Влияние первых двух факторов приводит к уменьшению показателей содержания влаги; влияние третьего в результате появления газообразных и, следовательно, удаляющихся с влагой продуктов разложения, - к увеличению этих показателей.

При техническом анализе неточностями, возникающими в результате действия указанных факторов, можно пренебречь.

Результаты замеров занести в таблицу 10.1.

 

Таблица 10.1 – Результаты замеров

 

№	Наименование измерений	Единица измерения	Обозна-чение	Значение измеренной величины
1	Масса пустого тигля	г	а
2	Масса тигля с пробой до сушки	г	в
3	Масса пробы до сушки	г	Р = в - а
4	Масса тигля с пробой: а) после первой сушки б) после второй контрольной сушки в) после третьей контрольной сушки	г	в1 в2 в3
5	Масса пробы: а) после первой сушки б) после второй контрольной сушки в) после третьей контрольной сушки	г	Р1 Р2 Р3

 

Порядок расчета

Расчетная убыль массы Δв = в – в₂.

Если проводить две контрольные сушки, то вместо в следует подставить в₂. Количество потерянной влаги будет характеризовать гигроскопическую влагу. Так, для опыта взять навески воздушно-сухого топлива, из которого внешняя влага удалена.

Иногда гигроскопическую влагу называют влагой аналитической пробы и обозначают W _а. В условиях опыта влажность аналитической пробы в процентах определяется по формуле

W _а = ΔР/Р·100%.

Определение содержания золы в твердом топливе

Описание установки

 

Установка для определения зольности представляют собой элементарную муфельную печь. На поду муфеля устанавливаются фарфоровые тигли с навесками для прокаливания. Температура в муфеле контролируется с помощью хромель-алюминиевой термопары, показания которой передаются на милливольтметр. Температура муфеля регулируется реостатом.

 

Ход работы

 

1 В предварительно взвешенный фарфоровый тигель насыпать около 1г измельченного до пылевидного состояния воздушно-сухого топлива и произвести точное взвешивание на аналитических весах.

2 Открытые тигли установить на металлическую или керамическую пластину (по 3…4 тигля в ряд). Пластинку поместить перед открытой муфельной печью, предварительно разогретой до 850°С, так, чтобы первый ряд тиглей находился у передней кромки муфеля.

3 Произвести выдержку тиглей в течение 10 мин. Затем постепенно, ряд за рядом, со скоростью примерно 1см в минуту продвинуть их внутрь муфеля. Во время продвижения тиглей необходимо следить, чтобы не было вспышек.

4 3акрыть дверцу муфеля и при температуре 800°C (±25°C) прокалить тигли в течение 40 мин. После этого тигли с золой вынуть из муфеля, охладить в течение 5 мин. на воздухе, а потом в эксикаторе – до комнатной температуры и взвесить.

5  После взвешивания тигли с золой поставить в муфель, нагретый до 800°С, для контрольного прокаливания в течение 15 мин. При контрольном прокаливании тигли с золой нужно быстро продвинуть в муфель. После повторного прокаливания тигли вынуть, охладить (как описано выше) и взвесить. Контрольные прокаливания продолжают до достижения постоянной массы золы.

Если масса золы изменяется на 0,1 % от массы пробы, т.е. при навесе 1г менее чем на 0,001 г, то контрольные прокаливания следует прекратить и для расчета принять последнюю массу. Взвешивания необходимо производить с точностью до 0,0002г. Результаты опыта занести в таблицу 10.2.

 

Таблица 10.2 – Результаты опыта

 

№	Наименование измерений	Единица измерения	Обозна-чение	Значение измеренной величины
1	Масса пустого тигля	г	а1
2	Масса тигля с пробой	г	в1

 

 

Продолжение табл.10.2

 

№	Наименование измерений	Единица измерения	Обозна-чение	Значение измеренной величины
3	Масса пробы	г	Р = а1- в1
4	Масса тигля с пробой: - после первого прокаливания - после второго прокаливания - после контрольного прокаливания	г	n1 n2   n3

Порядок расчета

 

1 Определять общую убыль массы

 

Δ = в₁ – n _2.

2 Рассчитать убыль массы после контрольного прокаливания:

 

δ = n ₁ – n ₂ ≤ 0,001 Р.

Если производили два контрольных прокаливания, то вместо n ₁ следует подставить n ₂, а вместо n ₂ - значение n ₃.

3 Определить зольность аналитической пробы топлива:

 

4 Вычислить зольность топлива на рабочую массу А^р:

 

где W ^р - содержание влаги в рабочем топливе;

            W ^а - содержание влаги в аналитической пробе топлива.

5 Рассчитать зольность топлива на сухую массу А^с:

.

 

Вычисление результатов испытания аналитической пробы топлива, а также пересчет результатов испытания на абсолютно сухое и рабочее произвести с точностью до 0,01 %.

Контрольные вопросы

 

1  Что представляет собой зола?

2  Какие вы знаете виды влаги?

3 Какие вы знаете способы сушки изделий?

4 Каким образом определяется содержание золы в топливе?

5 Что такое влажность топлива?

6 Как определить влагосодержание топлива?

СПИСОК РЕКОМЕНДОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

Михеев М.А. Основы теплопередачи. – М.: Машиностроение, 1963.-460с.

Расчеты нагревательных печей/ Под ред. Н.Ю. Тайца. – К.: Техника, 1969. – 540 с.

Осаченко В.П. Теплопередача. – М.: Энергия, 1975. – 344с.

Нащокин В.В. Техническая термодинамика и теплопередача: Уч. пособие для вузов. – 3-е изд., испр. и доп. – М.: Высш.шк., 1980. – 469с., ил.

Теплотехнические расчеты металлургических печей/ Под ред. А.С.Телегина. – М.: Металлургия, 1982. – 360с.

Металургійна теплотехніка/ За ред. Кривандіна В.А. – М.: Металургія, 1986. – 432с.

А.П.Баскаков. Теплотехника. – М.: Энергоиздат, 1988. – 264 с.

Краснокутський П.Г. Теплотехнічні процеси і конструкції нагрівальних печей: Навч. посібник / П.Г. Краснокутський, Ф.І. Колесник; За ред. П.Г. Красно-кутського. – К.: ІСДО, 1995. – 248с.

Металлургическая теплотехника: Уч. для вузов: В 2 т./ Под ред. В.В.Кривандика. – М., 1996. – 424с.

Теплотехника металлургического производства: В 2 т. / Под ред. В.А. Кривандина. – М.: МИСИС, 2002.

Теплотехника: Учеб. для вузов / Под ред. В.Н. Луканина. - 3-е изд. - М.: Высш. школа, 2002. – 671с.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение........................................................                                                                                                                             3

Лабораторная работа 1. Определение характеристик центробежного вентилятора...........................................................                                                                                                                             4

Лабораторная работа 2. Исследование работы газового эжектора.......                                                                                                                          13

Лабораторная работа 3. Теплопередача через одно- и многослойную плоские стенки при стационарном режиме и граничных условиях третьего рода............................................................... 24

Лабораторная работа 4. Теплопроводность через цилиндрическую однослойную стенку при стационарном режиме............................ 32

Лабораторная работа 5. Определение разрежения, создаваемого дымовой трубой......................................................    39

Лабораторная работа 6. Определение коэффициента    теплопроводности....................................................                                                                                                                           48

Лабораторная работа 7. Определение коэффициента теплопередачи и теплоотдачи.........................................................                                                                                                                            55

Лабораторная работа 8. Определение термического КПД электрической печи сопротивления................................................... 65

Лабораторная работа 9. Нагрев твёрдых тел в электрической печи сопротивления.......................................................                                                                                                                            73

Лабораторная работа 10. Определение влажности и зольности

топлива.............................................................                                                                                                                            83

Список рекомендованной литературы............................                                                                                                                            90

 

 

 

 

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

 

к лабораторным работам

 

по курсу "Теплотехника и теплоэнергетика" и

"Теоретические основы теплотехники"

 

для студентов технических специальностей

 

Составители:  Менафова Юлия Валентиновна,

                                   Коновалова Светлана Алексеевна

 

Редактор      Дудченко Елена Александровна

 

Подп. в печ.                                                  Формат 60х90/16

Ризограф. печать.         Усл. печ. л.       Уч.-изд. л. 

Тираж         экз.

     ДГМА. 84313, г. Краматорск, ул. Шкадинова, 72