Экспериментальное определение избытка воздуха и химического недожога

Лабораторная работа №1

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ

ИЗБЫТКА ВОЗДУХА И ХИМИЧЕСКОГО НЕДОЖОГА

1.1  Цель работы

Провести эксперимент и определить:

-  наличие (отсутствие) химического недожога (q₃);

-  наличие (отсутствие) избытка воздуха (α);

-  построить зависимость q₃ и α от нагрузки ТЭУ в соответствии с заданием;

-  сделать выводы.

1.2  Теоретические основы

В основе методики лежит сравнение фактического объема продуктов сгорания с объемом дымовых газов, которые теоретически могли быть получены при полном сгорании топлива (полное сгорание топлива определяется теоретически необходимым количеством воздуха) в ТЭУ.

Топливо – газ «Пропан» или бензин.

1.  Мощность на каждом режиме определяется:

                                           (1.1)

2.  Теоретически необходимое для сгорания количество воздуха:

для газа:           ,              (1.2)

для бензина:          .          (1.2*)

3.  Теоретический объем дымовых газов при отсутствии влаги в газообразном топливе при :

для газа:           ,                  (1.3)

для бензина:            .             (1.3*)

4.  Фактический расход топлива, приведенный к нормальным условиям:

для газа:                     ,                                      (1.4)

для бензина:              .                                        (1.4*)

температура окружающей среды;

 режим;

ρ=725-780 кг/м³.

5.  Расчетный объем теоретически необходимого количества воздуха:

.                                                (1.5)

6.  Расчетный объем дымовых газов при :

.                                                (1.6)

7.  Средняя температура изменения дымовых газов:

.                                                  (1.7)

8.  Измеренный объем дымовых газов, приведенный к нормальным условиям.

.                                             (1.8)

9.  Проверка условия

1)  Если , то .

2)  Если , то .

При выполнении первого условия, если , то , требуется определить избыток воздуха a. Определение производится по следующей методике.

10.  Теоретический объем дымовых газов при отсутствии влаги в газообразном топливе и при  :

для газа: ,               (1.9)

для бензина:  .             (1.9*)

11.  Расчетный объем дымовых газов при :

.                                             (1.10)

12.  Превышение фактического объема дымовых газов над теоретическим:

.                                             (1.11)

Данный газ фактически является воздухом и определяет избыток последнего.

13.  Количество воздуха поступающего в камеру:

.                                         (1.12)

14.  Избыток воздуха на режиме:

                                              (1.13)

При выполнении второго условия, если  необходимо определить долю недогоревшего топлива. Определение производится по следующей методике:

15.  Доля газа, недостающего до теоретически необходимого:

;                                           (1.14)

                                             (1.15)

16.  Недостающее количество воздуха до полного сжигания:

.                                                             (1.16)

17.  Количество недогоревшего топлива:

.                                           (1.17)

18.  Доля недогоревшего топлива (химический недожог):

                                                (1.18)

1.3  Указания к выполнению работы

Газопоршневая электростанция.

Пуск газопоршневой электростанции представляет собой последовательность следующих действий:

1.  включается дополнительное оборудование – осветительный прожектор;

2.  проводят внешний осмотр установки;

3.  проверяют уровень масла в двигателе;

4.  открывают редуктор газовой магистрали;

5.  поворачивают топливный кран в положение «On» («Открыто»);

6.  устанавливают рычаг привода воздушной заслонки в положение «Close» («Закрыто»), так как для пуска из холодного состояния необходима «богатая» смесь топлива с воздухом;

7.  запускают двигатель, потянув шнур статора резким рывком;

8.  прогревают двигатель в течение 3-5 минут, окончание прогрева контролируют по первой термопаре;

9.  после запуска и прогрева, рычаг привода воздушной заслонки переводят в положение «Open» («открыто») для дальнейшего использования «бедной» смеси;

10. установка готова к выполнению эксперимента со штатным избытком воздуха.

К особенностям работы установки следует отнести неустойчивый режим работы установки ДВС на холостом ходу и малых (до 20%) нагрузках.