5、 根据标准表的标准状态流量值与被校验表的标准状态下的流量值可以得到被校验表的流量修正系数F
V0 F?VC0因此,校验后使用煤气表测量气体流量就可以直接用测量的流量与修正系数相乘即可:
Vcs0?F?Vcs
式中,F校验表的流量修正系数;Vcs为煤气表测量流量;Vcs0为实际气体流量。
6、测量值相对偏差:
绝对误差: 相对误差: 附表1
姓名: 日期: 指导教师: 环境压力: 环境温度:
煤气表测量体积/m3 编号 1 2 3 4 5 6 附表2
煤气表校正实验数据处理 编号 1 2 3 4 5 6 文丘里测气体密度/kg/m3 煤气表文丘里测量密修正系度Kg/m3 数f1 煤气表修正系数f2 8
煤气表流量kg/s 文丘里测量质量流量kg/s 校正误差% 系数 时间 起始值v1 终了值v2 /s 煤气表表压 /cm水柱 文丘里表压 /cm水柱 文丘里差压 /cm水柱 ?V?V0?VC0
???V V0
实验四 燃气热值测定
一、实验目的及要求
燃气主要用于燃烧加热,因此燃气热值是燃气工程中非常重要的参数。国家有关部门规定城市燃气的热值不得低于14654kJ/Nm3,因此在燃气生产、供应及应用过程中,需要经常测定燃气热值。
测定燃气热值方法有多种,本实验采用水流式热量计测定燃气热值。要求了解水流式热量计的基本构造及工作原理,掌握水流式热量计的正确操作方法,学会分析影响其测量精度的因素。
二、基本原理
在水流式热量计中,用连续流过热量计的水吸收燃气完全燃烧时产生的热量,水吸收热量后温度升高。在稳定工况时,测出相同时间内燃气用量、流过热量计的水量及进、出口水温,即可计算出燃气的高位热值。在测试过程中,还应测出烟气中水蒸气冷凝产生的凝水量,计算出燃气的低位热值。本实验装置适用于采用水流式手动热量计测定城市燃气中人工燃气和天然气的热值。
三、仪器设备及测试系统
(一)仪器设备
1. 水流式热量计(容克式);
2. 湿式气体流量计:测燃气量,分度值≤0.02L;
3. 水银温度计:测水温度,量程0~50℃,分度值≤0.1℃;其他温度计,量程为0~50℃,分度值≤0.5℃。
4. 空气加湿器、燃气加湿器;
5. 电子天平(或天平):称量水重,最大负荷10kg、分度值≤5g; 6. 大气压力计:分度值必须≤10Pa; 7. 盛水器:容积5~10L;
8. 凝水量筒:容量20ml、分度值≤0.5ml; 9. 燃气压力计:分度值≤1mm; 10. 秒表:分度值必须≤0.1s; 11. 水箱:容积≥300L;
12. 校正湿式气体流量计的标准容量瓶,其容量应与流量计指针转一周读数相等;
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(二)测试系统 图4-1 水流式热量计测试系统 1-燃气初次调压器;2-燃气湿润器;3-湿式气体流量计;4-燃气温度计;5-燃气压力计; 6-燃气稳压器; 7-空气湿润器;8-热量计本体; 9-水桶; 10-秤; 11-凝水量筒; 12-自来水入口; 13-溢流管; 14-恒压水箱; 15-热量计进、出水温度计
测试系统见图4-1。燃气经过压力调节器调整到额定压力,经燃气加湿器进行加湿,在通过湿式气体流量计时,测量燃气压力、温度、流量,然后进入本生灯与空气进行混合后燃烧。烟气与热量计中水进行热交换,降温后排出。
水从自来水管进入水箱,稳压后流入热量计的恒位水箱,再通过进水调节阀调整水量后,进入热量计内,多余水经溢流管流入下水道。进入热量计的水与燃气燃烧产生的烟气进行热交换后,流入盛容器(在测试准备阶段流入下水道)。
空气经过空气加湿器进行加湿,相对湿度控制在80±5%。相对湿度通过加湿器上的干、湿球温度计测量(查附表一),通过加湿器上的调节阀门进行调节。加湿后的空气进入本生灯,与燃气进行燃烧。
四、操作步骤
1、准备
(1) 开启排风扇,保持室内通风,防止燃气泄漏造成对人员的危害;
(2) 用标准量瓶校正湿式气体流量计得出流量计校正系数f1(参见本实验指导书的实验
二)。湿式气体流量计中的水温与室温相差应不大于0.5℃。
(3) 根据所测燃气的大致热值范围选择适当的本生灯喷嘴,其尺寸可参考下列数据: 高位热值(MJ/Nm3) 喷嘴直径(mm) 12.6~16.7 2.5 16.7~37.7 2.0
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37.7~46.0 1.5 46.0~62.8 1.0
(4) 安装水流式热量计测试系统:安装热量计、湿式气体流量计、温度计等。 (5) 打开进水阀门,向热量计内注水。此时热量计的出水口切换阀应指向排水口。进
入热量计的水温应低于室温1.2~2.5℃,每次测试的进水温度波动必须小于0.1℃。 (6) 调节空气加湿器,使空气的相对湿度为80±5%。
(7) 检查燃气系统的气密性。要求在工作压力下,5分钟压力不下降。
(8) 排除燃气系统内的空气,点燃本生灯,调节燃气压力达到规定值,调节风板使火
焰具有清晰的内焰并且稳定燃烧。
(9) 将点燃的本生灯装入热量计内,确保本生灯稳定放在热量计的规定位置上。 (10) 调节进水调节阀,使热量计的出、进口水温差为8~12℃。
(11) 调节烟气阀门,使排烟温度与室内温度相差0~0.2℃,以免烟气带走热量。 (12) 运行30分钟后,待进出口水温稳定后(一般要求变化不超过0.5℃),并且冷凝水
均匀滴出后,方可进行测定。 2、 测定
(1) 测出盛水器净重,要求读到克。
(2) 当湿式气体流量计指针指零时,记录该值V1’(填入附表4-1中),并将凝水量筒放
在热量计的凝水出口下,开始进行测定。
(3) 当湿式气体流量计指针指向某预定值V1时,迅速旋转热量计的出水切换阀,使水流
入盛水器内,读取进水温度(精确到0.01℃)。以后,每当湿式气体流量计转过一定体积后(如0.5L),交替地读取进、出口水温度(精确到0.01℃),要求读出并记录10次以上进出口水温(t1和t2)。
(4) 测定过程持续一定时间后(如燃气用量为10L),迅速将出水切换阀转回测定前位置,
记录燃气用量V2。 (5) 称量流过热量计的水量W。
(6) 重复上述3~5项操作步骤,进行第二次测定,并记录下相应的W、V及t1、t2。 (7) 当湿式气体流量计指针指向某预定终了值V2’时,迅速取出凝水量筒。记录下燃气
用量V’及凝水量w。
(8) 关闭燃气,最后关闭进水阀门,结束测定。 (9) 在测试过程中应测以下参数:
大气压力 读到134Pa 环境温度 读到0.5℃ 气体流量计上压力 读到10Pa
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气体流量计上的温度 读到0.5℃ 排烟温度 读到0.5℃
五、结果计算
1、 体积修正系数计算
燃气体积换算为标准状态下的体积的换算系数为:
P?P?P??T?F?ags0T?Pa0?f1?Pa?Pg?Ps101325?273.15?f1273.15?tg
式中: F——燃气体积修正系数;
Pa——大气压力(Pa);
Pg——气体压力(Pa);
Ps——tg温度下的饱和蒸汽压(Pa),查附表二; tg——燃气温度(℃); f1 ——流量计校正系数。 2、燃气高位热值计算:
QGW?W?c?(t2?t1)F?V?f2式中: QGW——燃气高位热值(kJ/Nm3); W——水量(g);
c——水的比热(4.1868kJ/kg℃); t1、t2——平均进出口水温(℃); V——燃气用量(L); f 2——热量计修正系数。
两次测定燃气高位热值的平均值为:
QGW?QGW1?QGW22QGW1?QGW2?100%QGW高位发热量差值?当差值超过1%时,应重新测定。
3、燃气低位热值计算:
QDW?QGW?w?q?103F?V式中:QDW——燃气的低位热值,kJ/m3; w——冷凝水量,g;
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