Lucrarea nr. 6. DETERMINAREA PUTERII CALORICE 1

REFERAT PENTRU LUCRAREA DE LABORATOR Nr. 6 Disciplina Termotehnică şi maşini termice Data: Titular disciplină: conf. dr. ing. Sorin NEACŞU Student:

Anul: Grupa:

Denumirea lucrării: DETERMINAREA PUTERII CALORICE A GAZELOR NATURALE A. Partea teoretică: Puterea calorică a gazelor naturale reprezintă căldura degajată de unitatea de masă (sau de un metru cub, la starea normală) prin arderea completă în prezenţa aerului. De regulă se notează cu H i, puterea calorică inferioară şi cu Hs, puterea calorică superioară. Puterea calorică inferioară reprezintă căldura degajată prin ardere de un kilogram de gaze naturale în condiţiile în care vaporii de apă rezultaţi din arderea hidrogenului rămân în stare gazoasă în gazele de ardere. Acest lucru este recomandabil pentru instalaţiile de ardere deoarece reduce coroziunea tubulaturii de evacuare. Apa în stare lichidă, împreună cu oxizii (de sulf, de fosfor sau de azot) din gazele de ardere formează acizi care corodează tubulatura de evacuare. Puterea calorică superioară reprezintă căldura degajată de unitatea de masă în condiţiile în care condensează vaporii de apă proveniţi din arderea hidrogenului. Această valoare se utilizează în calculul puterii gazelor naturale furnizare consumatorilor.

B. Partea experimentală: Principiul acestei lucrări de laborator constă în arderea unei cantităţi determinate de gaze naturale într-un calorimetru şi măsurarea căldurii degajate în timpul arderii prin măsurarea căldurii preluată de apa de răcire. Determinarea se realizează în regim stabilizat. Pentru determinarea puterii calorice a gazelor naturale, în laborator se utilizează o instalaţie a cărei schemă este prezentată în figura 1.

Figura 1.

Instalaţia este compusă din calorimetrul 1 în care este arsă o cantitate strict determinată de gaze naturale. Măsurarea debitului de gaze se face cu contorul 2. Căldura degajată prin ardere este preluată în calorimetru de un debit de apă măsurat cu debitmetrul 5. Temperatura apei la intrarea în calorimetru este măsurată cu termometrul 3 iar la ieşire cu termometrul 4. Gazele de ardere sunt răcite în calorimetru până când condensează vaporii de apă proveniţi din arderea hidrogenului, condensul respectiv fiind recuperat în vasul 6.

Lucrarea nr. 6. DETERMINAREA PUTERII CALORICE 2

C. Determinări experimentale, calcule şi rezultate:

sGNGN HmQ = - căldura cedată prin ardere de gazele naturale )( 34 TTcmQ apaapaApa −= - căldura preluată de apa de răcire

GN

apaapas m

TTcmH

)( 34 −= - puterea calorică superioară

vapGN

condenssi r

mmHH

−= - puterea calorică inferioară ( 2200=vapr kJ/kg)

Formule ajutătoare:

GNGNGN Vm ρ∆= - debitul masic de gaze naturale; apaapaapa Vm ρ∆= - debitul masic de apă;

( )273++

=GN

atmGNGN tR

ppρ - densitatea gazelor naturale;16

8314=GNR - constanta gazelor naturale;

Constante: 1000=apaρ kg/m3; 4185=apac kg/m3

Tabelul 1 – Mărimi ale gazelor naturale Nr. crt.

GNV∆ [m3] GNτ∆ [s] GNt [°C] GNp [mmH2O] GNm [kg/s]

Tabelul 2 – Mărimi ale apei care curge prin calorimetru și ale condensului Nr. crt.

apaV∆ [m3] apaτ∆ [s] apam [kg/s] condV∆ [m3] condτ∆ [s] condm [kg/s]

Tabelul 3 – Mărimi care permit determinarea puterii calorice Nr. crt.

GNm [kg/s] apam [kg/s] condm [kg/s] 3t [°C] 4t [°C] iH [MJ/kg] sH [MJ/kg]

În tabelul 1 se trec valorile măsurătorilor şi calculelor pentru gazele naturale. În tabelul 2 se trec valorile măsurate şi calculate pentru apa de răcire şi condens. Valorile de mai sus permit completarea tabelului 3 şi determinarea puterilor calorice inferioare şi superioare a gazelor naturale. Observaţii: Cadrul didactic care a condus lucrarea de laborator: