2103-390 ME Exp/Lab 1, Section 8, year 2009 Heating Value of Fuel

Introduction Heating Value of Fuel ปริมาณพลังงานความร้อนที่ที่ถูกปลดปล่อยออกมาจากเชื้อเพลิงต่อหนึ่งหน่วยมวล ซึ่งเกิดจากการทำปฏิกิริยาเคมีของเชื้อเพลิงในระหว่างกระบวนการเผาไหม้

Introduction Higher Heating Value (HHV) Lower Heating Value (LHV) เป็นปริมาณพลังความร้อนที่ได้จากการเผาไหม้โดยที่ไอน้ำที่อยู่ ภายใน Bomb กลั่นตัวออกมาทั้งหมด Lower Heating Value (LHV) เป็นปริมาณพลังความร้อนที่ได้จากการเผาไหม้โดยที่ไม่มีการกลั่น ตัวของไอน้ำภายใน Bomb

Objective เพื่อศึกษาหาค่า Heating Value ของน้ำมันเตาชนิด C เพื่อศึกษาหาความสัมพันธ์ระหว่างอุณหภูมิกับเวลาของระบบ เพื่อศึกษาผลที่เกิดจากปริมาณไอน้ำใน Bomb Calorimeter

Theorem Ein – Eout + Eg = Est Ein = 0 Eout = 0 Eg = Est C.V.

Eg = HV x g Est = W∆T–C1–C2–C3+C4 Theorem HV = ค่า Heating Value C1= ความร้อนที่ได้จาก fuse wire C4 = ความร้อนที่ถูกดูดจากผลิตภัณฑ์ที่เกิดขึ้น

Theorem

Instrument 2.Thermometer 3.กระบอกตวง 1.นาฬิกาจับเวลา 4.ไม้บรรทัด 5.ตาชั่ง

Equipment 8 7 6.Bomb 8. Crucible 9.น้ำมันเตา ชนิด C 9.Fuse wire 11 12 13 14.ถัง oxygen 11.Insulated jacket 12.Stirrer 13.Electricl ignition 10.Calorimeter bucket

Experiment Method Fuse wire อย่าให้ fuse wire โดน crucible

Experiment Method

Experiment Method stirrer thermometer press the ignition button 5 min. bomb bucket filled with water thermometer insulated jacket

Calculation The corrected temperature rise , T a = time of ignition b = time when the temperature rise reaches 60% of total c = time when the temperature is maximum or when the temperature has become essentially constant Ta= temperature at time of ignition Tc= temperature at time c r1 = rate of temperature change during 5 minutes period before ignition r2 = rate of temperature change during 5 minutes period after time c

Calculation Corrected Final Temperature Maximum Temperature ,Time c Time b Ignition Time a Corrected Ignition Temperature

Calculation Heating Value ,HV W = heat capacity of water in the bucket + water equivalent of the bomb and bucket , cal/C T = the corrected temperature rise , C C1 = correction for heat of fusion of fuse wire , calories C2 = correction for heat of formulation of nitric acid , calories C3 = correction for heat of formulation of sulfuric acid , calories C4 = correction for heat of absorbed by products of combustion, calories g = mass of fuse sample , grams. ***Neglect C2 ,C3 ,C4

Calculation ***ค่า C2,C3,C4 ไม่สามารถหาได้จากการทดลองเนื่องจากเครื่องมือไม่เพียงพอ และค่าเหล่านี้มีค่าน้อยมากสามารถละทิ้งได้ เพราะฉะนั้นจะสามารถหาค่า Heating Value ได้จาก

Result Water in bomb Heating Value(HV) 0 cc 10105.5±52.2 cal/g 1 cc

Result

Discussion เมื่อพิจารณากราฟผลการทดลองที่ t = 0 s อุณหภูมิที่อ่านได้ต่ำกว่าแนวโน้มของกราฟในช่วงแรก ซึ่งเกิดจากไม่ได้ทิ้งระบบให้เข้าสู่สมดุลก่อนเริ่มจับเวลา การปรับอุณหภูมิก่อนการจุดระเบิดให้ต่ำกว่าสิ่งแวดล้อมเพื่อให้มีการถ่ายเทความร้อนมาหักล้างกัน แต่การปรับอุณหภูมิให้ต่ำกว่าสิ่งแวดล้อม 3 ˚F ทำได้ยาก การทดลองที่ใส่น้ำ 1 cc ไม่สามารถนำผลการทดลองมาเปรียบเทียบกับการทดลองอีก 2 ครั้งได้ เนื่องจากทำ การทดลองกันคนละวัน สภาพแวดล้อมจึงต่างกันต่างกัน เช่น อุณหภูมิห้องระหว่างทดลอง ความชื้นสัมพัทธ์ในอากาศ เป็นต้น

Discussion หลังการทดลอง จะพบว่าน้ำในบอมบ์มีปริมาตรเพิ่มขึ้น แสดงว่าเกิดการควบแน่นของไอน้ำที่เกิดขึ้นจากการเผาไหม้สมบูรณ์ ค่าความร้อนที่ได้จากการทดลองนี้ จึงเป็นมีแนวโน้มเป็นค่าความร้อนขั้นสูง (HHV) ขณะเกิดการเผาไหม้เชื้อเพลิงอุณหภูมิจะเพิ่มขึ้นทันที เมื่อเขียนเป็นความสัมพันธ์ระหว่าง อุณหภูมิกับเวลา แล้ว กราฟที่ได้จะเป็นแบบ step up เราจึงใช้สูตรการคำนวณ T =Tc – Ta – r1(b-a) – r2(c-b) ในการการหาค่าประมาณอุณหภูมิที่เป็นแบบ step up ของเชื้อเพลิงจากอุณหภูมิของน้ำ

Conclusion Heating Value ของน้ำมันเตาชนิด C ที่ได้จากการทดลองมีค่า 10105.5±52.2 cal/g เมื่อไม่ใส่น้ำใน bomb 10181.4±55.0 Cal/g เมื่อใส่น้ำ 1 cc ใน bomb 10225.4±54.0 cal/g เมื่อใส่น้ำ 3 cc ใน bomb ถ้าสภาวะภายใน bomb เป็นสภาวะที่เป็น ไอน้ำอิ่มตัว ค่า Heating Value จะมีค่ามาก คือ Higher heating value