Исследование процессов сушки, выхода летучих и горения топлива на установке «механотрон»
Общие положения и цель работы
Для возможности оценки динамики процессов сушки, пиролиза и горения топлива, по предварительному описанию процессов происходящих в нём, создана установка «Механотрон», позволяющая получить динамические характеристики физических свойств исследуемого топлива.
Процесс горения практически любого вида топлива, можно по времени разделить на пять стадий:
= C+ В.Л + Г.Л + П.К + Г.К ,
где С — время сушки частицы, с;
В.Л — время прогрева частиц до воспламенения летучих, с;
Г.Л — время горения летучих, с;
П.К — время разогрева коксового остатка, с;
Г.К — время выгорания коксового остатка, с.
Данная экспериментальная установка позволяет получить зависимость:
М = f ( );
где М — текущая масса частицы.
Полученные экспериментальные данные имеют вид графика зависимости массы частицы от времени (рисунок 16).
Wr – рабочая влажность топлива; Vr – выход летучих на рабочую массу; С – время сушки; В.Л – время прогрева частиц до воспламенения летучих; Г.Л – время горения летучих; П.К – время разогрева коксового остатка; Г.К – время выгорания коксового остатка; В.К – суммарное время воспламенения коксового остатка.
1 – начало сушки; 2 – конец сушки; 3 – воспламенение летучих; 4 – завершение выхода летучих; 5 – воспламенение коксового остатка; 6 – завершение процесса горения.
Рисунок 16 – Динамика выгорания частицы топлива.
Целью данной лабораторной работы является получение графических зависимостей массы горящей частицы от времени пребывания её в зоне высоких температур.
Описание лабораторной установки.
На рисунке 17 представлена схема экспериментальной установки по исследованию динамики сушки и термического разложения частиц топлива. Исследуемая частица помещается на одном из концов коромысла автоматических весов 5 в трубчатую печь 3, разогретую с помощью лабораторного трансформатора 1 до необходимой температуры. При этом другой конец коромысла введен в соприкосновение с концом измерительного штыря механотрона 6, напряжение на катоде и анодное напряжение которого создается с помощью высокостабилизированных источников питания. Измерительный сигнал механотрона регистрируется на самописце 7. Для контроля температуры, установленной в электропечи, служит термопара 10, сигнал которой измеряется с помощью вольтметра 2.
1 – ваттер, 2 – термометр, 3 – трубчатая печь, 4 – вентиляционный рукав, 5 – коромысло, 6 – механотрон, 7 – графопостроитель, 8 – передвижная платформа, 9 – стопорная платформа, 10 – термопара, 11 – лабораторный стол.
Рисунок 17 – Схема экспериментальной установки
В качестве датчика веса угольных частиц в процессе нагрева используется сверхминиатюрный сдвоенный диодный механотрон типа 6МХ3 с общим катодом косвенного накала, с двумя подвижным анодами в металлостеклянном оформлении, с октальным цоколем, предназначенный для прецизионного измерения линейных перемещений в диапазоне 100мкм и сил в диапазоне ±10гс.
Схема, поясняющая работу механотронного датчика, показана на рисунке 18.
1- катод, 2 - аноды, 3 - постоянные плечи электрической мостовой схемы
Рисунок 18 – Схема механотрона
Указания по технике безопасности.
При выполнении работы необходимо соблюдать следующие правила безопасности:
Ясно представлять ход работы и не выполнять операций, не предусмотренных в данной работе.
Не включать самовольно общий рубильник, печь.
Во избежание ожогов выгрузку исследуемого топлива производить только специальными щипцами или пинцетами.