Gdańsk dnia 01.12.1998.

LABORATORIUM

T E R M O D Y N AM I K I

sprawozdanie

TEMAT: „ Techniczna analiza gazów ”

IRENEUSZ JANIAK

gr. 3 sem. V

1. Uzasadnienie analizy spalin.

Techniczna analiza składu gazów ma na celu określenie udziałów poszczególnych składników w mieszaninach gazowych występujących w technice , a przede wszystkim w interesującej inżyniera mechanika dziedzinie techniki energetycznej. Najważniejszym gazem, którego skład się wyznacza, są lotne produkty spalania czyli spaliny.

2. Analiza spalin z silnika z zapłonem samoczynnym za pomocą paratu Orsata

Aparat Orsata przedstawiony jest na rysunku:

Tabela pomiarowa nr 1

CO2	CO2+O2	O2	CO2+O2+CO	CO	N2
0,8 0,8	15,4 18,4 20,0 20,2 20,2		20,2 20,2
0,8	20,2	19,4	20,2	0	79,8

Obliczenie liczby nadmiaru powietrza:

W naszym przypadku dla oleju napędowego mamy z Tabl.6.4. : , gdzie

(V_sps)_min - minimalna objętość spalin suchych

V_pmin - minimalna objętość powietrza, wynikająca z równań stechiometrycznych, niezbędna teoretycznie,

aby mimo niedoskonałego rozdrobnienia paliwa i wymieszania go z powietrzem zapewnić zetknięcie

wszystkich palnych atomów paliwa z potrzebnymi im molekułami tlenu.

[O₂] - udział objętościowy (molowy) tlenu w spalinach suchych

mamy zatem

3. Analiza spalin z kotła gazowego za pomocą analizatora radiacyjnego (na podczerwień) i aparatu Orsata.

Schemat analizatora radiacyjnego przedstawiony jest na rysunku:

Tabela pomiarowa nr 2

	ANALIZATOR ORSATA	ANALIZAROR RADIACYJNY
CO2 %vol	7,6	7,05
O2 %vol	7,2	8,05
CO %vol	1... ? ... 0	0
CH 10^-6 vol		3
λ	1,468	1,805

Obliczenie liczby nadmiaru powietrza z pomiaru aparatem Orsata:

, dla gazu ziemnego

zatem

4. Interpretacja wyników

W przypadku analizy spalin z silnika z zapłonem samoczynnym mamy do czynienia ze spalaniem zupełnym, gdyż zawartość gazów palnych takich jakim jest CO wynosi tu 0 % . Można też na tej podstawie twierdzić, że związane z tym straty energii są małe tudzież ich nie ma.

Obliczona wartość liczby nadmiaru powietrza λ =1,0087 świadczyć może o tym że występują małe straty wylotowe, gdyż energia nie ucieka w postaci ciepłego powietrza (spalin) na wylocie.

W przypadku spalin z kotła gazowego duża liczba nadmiaru powietrza może mieć wpływ na straty wylotowe, sądząc po temperaturze spalin na wylocie (aż 160 ˚C). Nie mniej jednak spalanie jest tutaj całkowite. 0 % CO świadczy o zupełnym spalaniu gazu.

Różnice wyników pomiarów zawartości spalin pomiędzy aparatem Orsata i radiacyjnym mogą wynikać z niedokładności odczytu podczas pomiaru „Orsatem” , tudzież błędu metody pomiarowej.

Zawartość CO mierzona aparatem Orsata została prawdopodobnie błędnie odczytana, gdyż przy liczbie nadmiaru powietrza λ = 1,468 i temperaturze spalin 160 ˚C nie możemy powiedzieć o niecałkowitym spalaniu.

5. Wady i zalety analizatorów

Analizator Orsata	Analizator radiacyjny
łatwa i niezawodna metoda pełna i bezpośrednia kontrola pomiaru niski koszt pomiaru pracochłonność mała dokładność subiektywność odczytu	łatwa obsługa przyrządu bezpośredni pomiar bez uprzedniego skalowania przyrządu duża dokładność pomiaru wysoka technologia cyfrowa zapewniająca niezawodność pracy i b. Dokładne przetwarzanie danych stosunkowo duża cena przyrządu w przypadku awarii - brak kontroli i wpływu na pomiar

4

temperatura spalin

t_sp = 160 ˚

błąd ap. Orsata max.

*0,1%

---