Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Топливо и теория горения. Лабораторный практикум
.pdf
31
поршень 9 от клапана 8, расход газа увеличивается, что приводит к
Р и с. 7. Регулятор давления РД-32М:
1 – мембрана; 2 – пружина; 3 – гайка; 4 – регулировочный винт; 5 – накидные гайки; 6 – пробка; 7 – ниппель; 8 – клапан; 9 – поршень; 10 –
трубка; 11 – рычажный механизм; 12 – предохранительный клапан
Сброс
1
12
6 5 7
Газ
5 8 9
11
10
2 3 4
р
1
р
2
345
278
восстановлению выходного давления. При уменьшении расхода газа
выходное давление повышается и процесс регулирования протекает в
обратном порядке. Настройка регулятора на требуемое выходное
давление газа осуществляется сжатием пружины 2 с помощью гайки
3 и регулировочного винта 4.
Предохранительный клапан 12 осуществляет отвод газа в атмосферу при недопустимом повышении выходного давления, что исключает прорыв мембраны.
Регулятор прямого действия РД-32М осуществляет процесс пропорционального (статического) регулирования. Такой процесс всегда
32
характеризуется неравномерностью регулирования, когда при раз-
min
2
max
2
pр
ср
2
p
2
р
2
р
личных расходах газа Q имеет место колебание выходного давления
р2. Зависимость р2=f(Q) при постоянном входном давлении р1 называется статической характеристикой регулятора.
Неравномерность регулирования оценивают отношением разно-
сти между максимальным и минимальным значениями регулируемого параметра к его среднему значению γ=(
)·100/
.
Обобщенная зависимость изменения расхода газа Q от суммарно-
го воздействия входного давления р1 и переменной степени открытия
клапана при постоянном выходном давлении называется расходной
характеристикой регулятора.
Порядок проведения опыта
А. Определение колебаний выходного давления при изменении
расхода газа в сети (р2=const).
1. Закрыть краны 12, 6, 8, 22. Краны 3, 16 открыть полностью, а
краны 1, 9 немного приоткрыть (рис.7).
2. Произвести включение установки (выполняет преподаватель).
3. С помощью запорного устройства I и механизма настройки ре-
гулятора давления установить заданные преподавателем давления
воздуха перед регулятором и после него (например, р1=0,2 МПа и
р2=2000 Па).
4. Измерить давление р1 и напор h2 по манометрам 14 и 15 и
снять показания газовых часов V1 и V2 за определенный промежуток
времени Δt или показание Δh дифманометра 20 (при больших расходах воздуха). Измерения производить при установившемся режиме.
5. Измерить температуру воздуха в помещении ГРУ tr по термо-
метру 19, показание hr жидкостного манометра 18, барометрическое
давление ра и температуру tс окружающей среды.
6. Увеличить расход воздуха через установку, приоткрыв регули-
рующий кран 9.
7. Не изменяя настройки регулятора, с помощью регулирующего
крана 1 установить прежнее давление р1=0,2 МПА (регулятор давления должен автоматически скорректировать
за неравномерности регулирования
будет немного меньше р2) и
=2000 Па, однако из-
вновь измерить р1, h2, Δt или Δh, tг, hг, ра и tс.
33
8. Аналогично провести опыты при постепенно увеличиваемых
№
опыта
р1,
МПа
h2, м
вод.
ст.
ΔV=
2
– V1,
дм3
Δτ,
с
hг, м
вод.
ст.
Δh, м
вод.
ст.
tг,
ºС
р2,
Па
рг,
Па
Δр,
Па
Qн,
м3/с
расходах воздуха. В каждом из опытов краном 1 устанавливать прежнее значение р1.
9. Опыты закончить при достижении максимально возможного в
данных условиях расхода воздуха (провести не менее пяти опытов).
10. Результаты измерения записать в таблицу (табл. 6).
Таблица 6
Результаты исследования работы РД-32М
ра=…Па; tс=… ºС.
Б. Определение пропускной способности регулятора при изме-
нении перепада давления на нем (р2=const).
1. Произвести включение установки (выполняет преподаватель) и
с помощью крана 9 установить небольшой расход воздуха.
2. С помощью запорного устройства 1 установить наименьшее
возможное входное давление газа р1 (0,02÷0,03 МПа).
3. Воздействуя на механизм настройки регулятора, установить
заданное преподавателем выходное давление (например, р2=2500 Па).
4. Снять показания приборов 14, 15, 17, 18, 19, 20 (при установившемся режиме), измерить барометрическое давление ра и температуру окружающей среды tс.
5. С помощью запорного устройства 1 повысить входное давление р1 перед регулятором.
6. Вращая механизм настройки регулятора давления и одновременно приоткрывая кран 9, добиться установления прежнего выходного
давления р2 и вновь снять показания приборов 14, 15, 17, 18, 19, 20 и
измерить ра и tс.
7. Аналогично провести опыты (всего не менее пяти опытов) при
других постепенно увеличиваемых значениях давления р1 и расхода
Q, устанавливая в каждом опыте прежнее значение р2.
8. Закончив опыты при первом значении р2=const, повторить их
при втором значении выходного давления (например, р2=3000 Па),
заданного преподавателем.
9. После выполнения второй серии опытов выключить установку.
34
10. Результаты измерений записать в отдельную таблицу, иден-
c
2а
в.овс
15,273
15,273
101325
ρρρ
tрр
в.о
ρ
0
0
ρ/Δ2αεS pQ
)/()(ρ
cа20
TRрp
c
в.пгa
н
15,273
15,273
101325
)(
t
ppp
QQ
г
p
в.п
p
тичную табл. 6.
Обработка результатов измерений
1. Привести действительные значения высот столбов рабочих
жидкостей U-образных манометров к нормальным условиям по формуле:
h0=ht + Δht + Δhg.
2. Подсчитать избыточные давления р2, рr и перепад давления Δр,
Па, измеряемые жидкостными манометрами 15, 18 и 20 по формуле
р=gh0(ρ – ρc). Плотность ρc среды (воздуха) над рабочей жидкостью в
U-образных манометрах для условий опыта может быть найдена из
выражения:
.
Здесь
– плотность воздуха при нормальных физических усло-
виях, кг/м3, (см. табл. П1 Приложения).
3. Определить расходы воздуха Q, м3/с, при температуре tr и дав-
лении рr:
а) при измерении диафрагмой расход воздуха рассчитывается по
формуле:
,
где
; R=287 Дж/(кг·К) – газовая постоянная воз-
духа; α – коэффициент расхода (α=0,7); ε – поправочный множитель.
б) при измерении газовым счетчиком расход воздуха рассчитыва-
ется по формуле:
Q=(V2 – V1)/(1000·Δτ).
4. Привести расход воздуха к нормальным условиям:
,
где
– давление газа в газовом счетчике 18 (рис. 7);
– парци-
альное давление водяных паров, содержащихся в газе (воздухе), определяется по температуре tг (см. табл. П4).
5. По результатам исследований п. А построить статическую ха-
рактеристику регулятора р2=f(Qп) (при р1=const) и подсчитать степень
неравномерности регулирования γ, %:
35
ср
2
min
1
max
2
/100)( pрр
,
).(5,0
min
2
max
2
ср
2
pрр
где
6. По результатам исследований п. Б построить расходную характеристику Qн=f(p1) (при p2=const).
Контрольные вопросы к лабораторной работе 6
1. Назовите основные элементы регулятора давления прямого действия.
2. Как осуществляется регулирование параметров работы РД-32М?
3. Что такое неравномерность регулирования?
4. Какими приборами измеряется расход воздуха в лабораторной газорегуляторной установке?
5. Напишите уравнения, по которым рассчитывается расход воздуха.
6. Какие атмосферные условия называются нормальными?
7. На основании какого уравнения получены расчетные формулы для
приведения расхода к нормальным условиям?
8. Какие графики строятся по полученным результатам экспериментальных исследований?
9. Назовите источники погрешностей при экспериментальном определении расхода газа диафрагмой.
10. Напишите расчетное уравнение среднеквадратической относительной погрешности измерения расхода диафрагмой.
Инструкция по технике безопасности при работе
с газовыми приборами
Работы, связанные с эксплуатацией и ремонтом газопроводов и газовых установок, относятся к особоопасным. При их выполнении необходимо строго выполнять специальные правила техники безопасности.
При работе с бытовыми газовыми плитами
ЗАПРЕЩАЕТСЯ:
1. Пользоваться газовой плитой лицам, не прошедшим инструк-
таж по технике безопасности;
2. Самовольно производить ремонт, подключение плиты к газопроводу, вводить всякие изменения и перестановки, осуществлять
перевод с одного вида газа на другой;
3. Оставлять плиты с зажженными горелками без присмотра;
4. Открывать кран на газопроводе перед счетчиком и плитой, не
36
проверив, закрыты ли все краны на распределительном щитке плиты;
5. Открывать кран плиты, не имея в руке зажженной спички;
6. Дуть на пламя, чтобы прекратить горение газа; для погашения
пламени необходимо закрыть кран на распределительном щитке плиты;
7. Ставить посуду непосредственно на горелки (без конфорочной
решетки);
8. Стучать по кранам и горелкам и поворачивать ручки кранов с
помощью клещей, щипцов, ключей и т.п.;
9. Проливать жидкость на стекла двери духового шкафа во время
его работы.
Установку, подключение к газопроводу, перевод на другой вид га-
за и ремонт газовой плиты может производить только работник Горгаза. После присоединения плиты и ее регулировки следует очистить
плиту от пыли, промыть ее теплой мыльной водой и насухо вытереть.
При нормальной работе горелки пламя спокойное и имеет отчетливое,
ярко выраженное голубовато-зеленое ядро с фиолетовыми колпачками. Длина «языков» пламени одинаковая во всех отверстиях горелки.
При работе с газовыми водонагревателями
ЗАПРЕЩАЕТСЯ:
1. Пользоваться газовым водонагревателем лицам, не прошедшим
инструктаж по технике безопасности и не изучившим инструкцию по
эксплуатации аппарата;
2. Разбирать и ремонтировать аппарат собственными силами и
средствами;
3. Пользоваться аппаратом после автоматического отключения
из-за отсутствия тяги до ее восстановления;
4. Пользоваться аппаратом при неисправной запальной горелке,
засоренной основной горелке, при наличии утечки газа, течи воды,
ненормальной работы автоматики безопасности и при других неисправностях;
5. Оставлять открытым газовый кран аппарата, не зажигая за-
пальной горелки при неработающем аппарате;
6. Оставлять работающий аппарат без присмотра;
7. Задувать пламя запальной горелки при включении аппарата;
8. Пользоваться аппаратом при автоматическом отключении из-за
отсутствия тяги.
Проверку плотности соединений газопроводов и отыскание мест
утечек на газопроводах и газовых приборах необходимо производить
37
только мыльной эмульсией. Проверка огнем запрещена.
Разборку арматуры, резьбовых или фланцевых соединений и другое можно производить только после продувки газопроводов воздухом или инертным газом.
При появлении запаха газа в помещении
НЕОБХОДИМО:
1. Закрыть все газовые краны;
2. Открыть окна и двери и хорошо проветрить помещение;
3. Не пользоваться спичками, не курить, не включать электриче-
ские контакты во избежание искрообразования;
4. Вызвать аварийную службу Горгаза;
5. Помнить, что природный газ легче воздуха, поэтому при его
утечке взрывоопасная газовоздушная смесь накапливается в верхней
зоне помещения;
6. Помнить, что сжиженные углеводородные газы тяжелее воздуха, поэтому при их утечке взрывоопасная газовоздушная смесь накапливается в нижней зоне помещения.
При эксплуатации неисправных газовых приборов или при невыполнении требований техники безопасности может произойти отравление газом или угарным газом.
Для оказания первой помощи НЕОБХОДИМО:
1. Вывести пострадавшего на свежий воздух;
2. Расстегнуть стесняющую дыхание одежду;
3. Дать понюхать нашатырный спирт;
4. Пострадавшего тепло укрыть и не давать ему уснуть;
5. В случае отсутствия дыхания производить искусственное ды-
хание;
6. Вызвать по телефону «03» скорую помощь.
38
ПРИЛОЖЕНИЕ
t,
ºС
ρ,
кг/м3
ср,
кДж/кг·К
λ·102,
Вт/м·К
α·106,
м2/с
μ·106,
Па·с
ν·106,
м2/с
Pr
-50
-40
-30
-20
-10
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
120
140
160
180
200
1,584
1,515
1,453
1,395
1,342
1,293
1,247
1,205
1,165
1,128
1,093
1,060
1,029
1,000
0,972
0,946
0,898
0,854
0,815
0,779
0,746
1,013
1,013
0,013
1,009
1,009
1,005
1,005
1,005
1,005
1,005
1,005
1,005
1,009
1,009
1,009
1,009
1,009
1,013
1,017
1,022
1,026
2,04
2,12
2,20
2,28
2,36
2,44
2,51
2,59
2,67
2,76
2,83
2,90
2,96
3,05
3,13
3,21
3,34
3,49
3,64
3,78
3,93
12,7
13,8
14,9
16,2
17,4
18,8
20,0
21,4
22,9
24,3
25,7
27,2
28,6
30,2
31,9
33,6
36,8
40,3
43,9
47,5
51,4
14,6
15,2
15,7
16,2
16,7
17,2
17,6
18,1
18,6
19,1
19,6
20,1
20,6
21,1
21,5
21,9
22,8
23,7
24,5
25,3
26,0
9,23
10,04
10,80
12,79
12,43
13,28
14,16
15,06
16,00
16,96
17,95
18,97
20,02
21,09
22,10
23,13
25,45
27,80
30,09
32,49
34,85
0,728
0,728
0,723
0,716
0,712
0,707
0,705
0,703
0,701
0,699
0,698
0,696
0,694
0,692
0,690
0,688
0,686
0,684
0,682
0,681
0,680
t,
ºС
р·10-5,
Па
ρ,
кг/м3
i,
кДж/кг
cр,
кДж/кг·К
λ·102,
Вт/м·К
α·108,
м2/с
ν·106,
м2/с
Pr
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
1,013
1,013
1,013
1,013
1,013
1,013
1,013
1,013
1,013
1,013
999,9
999,7
998,2
995,7
992,2
968,1
983,1
977,8
971,8
965,3
0
42,04
83,91
125,7
167,5
209,3
251,1
293,0
355,0
377,0
4,212
4,191
4,183
4,174
4,174
4,174
4,179
4,187
4,195
4,208
55,1
57,4
59,9
61,8
63,5
64,8
65,9
66,8
67,4
68,0
13,1
13,7
14,3
14,9
15,3
15,7
16,0
16,3
16,6
16,8
1,789
1,306
1,006
0,805
0,659
0,556
0,478
0,415
0,365
0,326
13,67
9,52
7,02
5,42
4,31
3,54
2,96
2,55
2,21
1,95
Таблицы физических свойств теплоносителей
Таблица П1
Физические параметры сухого воздуха при нормальном давлении
Таблица П2
Физические параметры воды на линии насыщения
39
Окончание табл. П2
t,
ºС
р·10-5,
Па
ρ,
кг/м3
i,
кДж/кг
cр,
кДж/кг·К
λ·102,
Вт/м·К
α·108,
м2/с
ν·106,
м2/с
Pr
100
110
120
130
140
150
1,013
1,43
1,98
2,70
3,61
4,76
958,4
951,0
943,1
934,8
926,1
917,0
419,1
461,4
503,7
546,4
589,1
632,2
4,220
4,233
4,250
4,266
4,287
4,313
68,3
68,5
68,6
68,6
68,5
68,4
16,9
17,0
17,1
17,2
17,2
17,3
0,295
0,272
0,252
0,233
0,217
0,203
1,75
1,60
1,47
1,36
1,26
1,17
2
со
р
t,
ºС
ρ,
кг/м3
cр,
кДж/кг·К
λ·102,
Вт/м·К
α·106,
м2/с
μ·106,
Па·с
ν·106,
м2/с
р
г
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1100
1200
1,295
0,950
0,748
0,617
0,525
0,457
0,405
0,363
0,330
0,301
0.275
0,257
0,240
1,042
1,068
1,097
1,122
1,151
1,185
1,214
1,239
1,264
1,290
1,306
1,323
1,340
2,28
3,13
4,01
4,84
5,70
6,56
7,42
8,27
9,15
10,0
10,90
11,75
12,62
16,9
30,8
48,9
69,9
94,3
121,1
150,9
183,8
219,7
258,0
303,4
345,5
392,4
15,8
20,4
24,5
28,2
31,7
34,8
37,9
40,7
432,4
45,9
48,4
50,7
53,0
12,2
21,54
32,80
45,81
60,38
76,30
93,61
112,1
131,8
152,5
174,3
197,1
221,0
0,72
0,69
0,67
0,65
0,64
0,63
0,62
0,61
0,60
0,59
0,58
0,57
0,56
t,
ºС
р·10-2,
Па
t,
ºС
р·10-2,
Па
t,
ºС
р·10-2,
Па
5
6
8
9
10
11
12
14
8,70
9,33
10,69
11,43
12,26
13,05
13,68
15,59
16
17
18
19
20
21
22
24
18,05
19,22
20,48
21,80
23,18
24,66
26,12
29,57
26
27
28
29
30
31
32
34
33,32
35,34
37,46
39,70
42,41
44,80
47,73
53,06
Физические параметры дымовых газов
Таблица П3
(ра=101325 Па;
=0,13; р
=0,11; рн2=0,76)
H2O
Таблица П4
Парциальное давление водяных паров в газе
40
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Кудинов, А.А. Горение органического топлива: учеб. пособие для
вузов / А.А. Кудинов. М.: ИНФРА-М, 2015. – 350 с. – ISBN 978-5-16-
009439-7.
2. Кудинов А.А., Зиганшина С.К. Поверочный тепловой расчет топки
парового котла. Практикум. Самара: Самар. гос. техн. ун-т, 2009. 36 с.
3. Кудинов, А.А. Техническая гидромеханика: учеб. пособие для вузов
/ А.А. Кудинов. М.: Машиностроение, 2008. 368 с. – ISBN 978-5-21703396-6.
4. Кудинов, А.А. Тепломассообмен: учеб. пособие для вузов / А.А.
Кудинов. М.: ИНФРА-М, 2012. 375 с. – ISBN 978-5-16-004729-4.
5. Померанцев В.В., Арефьев К.М., Ахмедов Д.Б. и др. Основы прак-
тической теории горения. Л.: Энергоатомиздат, 1986. 312 с.
6. Стаскевич Н.Л., Северинец Г.Н., Вигдорчик Д.Я. Справочник по га-
зоснабжению и использованию газа. Л.: Недра, 1990. 782 с.
7. Тепловой расчет котлов (нормативный метод). М.: НПО ЦКТИ,
СПб, 1998. 256 с.
8. Михеев В.П., Медников Ю.П. Сжигание природного газа. Л.: Недра,
1975. 390 с.
9. Делягин Г.Н., Лебедев В.И., Пермяков Б.А. Теплогенерирующие ус-
тановки. М.: Стройиздат, 1986. 559 с.
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]