Meddelelser Fra Lærerne Ved Den Polytekniske Læreanstalt I Femaaret 1912-16

109 Meddelelse XIII. Om Beregning af Varmetabene ved Forbrænding. I den ældre Udgave af Ingeniørforeningens Normer for Prøver og Forsøg med Dampkedler, Dampmaskiner og andre Varmemotorer lindes i Tillæget optaget Form- ler til Beregning af de Varmetab, der lides dels som fri og dels som bunden Varme i Røgen fra et Kedelfyr og i Udblæsningsluften fra en Forbrændingsmotor, samt til Beregning af Varmetabet ved el Brændstofs Forgas- ning i en Gasgenerator. I den nye Udgave har man ment at burde udelade disse Formler, da man ikke finder dem rigtig paa deres Plads i Normerne, hvis Bestemmelse er at give faste Regler for Udførelsen af inaskintekniske Prøver og For- søg, medens de ikke skal og heller ikke uden at blive altfor omfattende kan tjene som Haandbog for de herunder henhørende Beregninger. Da en korrekt Beregning af Varmetabene imidlertid er af stor Betydning ved Opstilling af Varmebalancer for de paagældende Maskiner, og da de Varmetab, der er bundne til Forbrændingsprodukterne, ikke er saa simple at bestemme som f. Eks. Varmetabet ved en Motors Kølevand, eller som de nyttiggjorte Varme- mængder, har man anmodet mig om i en Artikel i »Ingeniøren« at gøre Rede for Beregningen af dissej Tab. For at kunne beregne de til Forbrændingsproduk- terne bundne Varmetab maa man kende: a) Forbræn- dingsprodukternes Temperatur T; b) Mængden af For- brændingsprodukter pr. Time, hvilken Størrelse for Nemheds Skyld i det følgende skal kaldes Røgmæng- den; c) Varmefylden cp af Forbrændingsprodukterne og d) disses Indhold af uforbrændte Bestanddele og ende- lig e) Temperaturen af den tilførte Forbi-ændingsluft t! samt, dersom Brændstoffet er luftformigt, tillige dettes Temperatur tg. (Ved fast eller flydende Brændstof er dettes Indhold af fri Varme ganske forsvindende). Maaling af Temperaturerne volder som Regel ingen Vanskeligheder, kun maa det erindres, at Maalingen foretages umiddelbart dér, hvor Røgen forlader Maski- nen (ved en Motor lige bag Udblæsningsventilen og ved en Kedel før Spjældet til Røgkanalen). Værre er det at faa fat paa Røgmængden, da man kun i sjældne Til- fælde kan komme til at maale Mængden af Forbræn- dingsluften, saa at Bestemmelsen af Røgmængden maa beregnes paa Basis af Brændstofmængden saml paa Analyserne af dette og af Rogen, hvorfor disse Analy- ser maa udføres med al mulig Omhu og navnlig for Røgens Vedkommende i stort Antal, for at man kan faa en paalidelig Middelværdi. Beregningen af Røgmængden foretages sikrest ved at opstille et Udtryk for, at den forbrændte Kulstof- mængde i det pr. Time forfyrede Brændstof, d. v. s. den totale Kulstofmængde pr. Time minus den i samme Tid med Slaggerne udragede Kulstofmængde, er til Stede i den pr. Time producerede Røgmængde. For at denne Beregning skal kunne udføres, er det nødvendigt, at Forbrændingen foregaar uden nævneværdig Soddannelse, da man ikke er i Stand til at maale, hvor stor en Kul- stofm^engde der ad denne Vej unddrager sig Regningen. Da de i Praksis brugelige Røganalyser giver Røgens Bestanddele i Volumenprocent, er det bekvemmest at beregne Røgmængden i Volumenenheder, og Varmetabs- beregningen bliver herved yderligere lettet derved, at Vo- lumenvarmefylden med Undtagelse af Kulsyren er den samme for alle Røgens Bestanddele (el muligt Methan- indhold er altid saa ringe, at man kan se bort fra Me- thanets afvigende Varmefylde). Som Maaleenhed for Røgmængden (og for Luftmængder i det hele taget) skal her bruges 1 m3 reduceret til 15° C. og 1 at (1 kg/cm2), og Beregningen baseres paa, at en m3 af en hvilken som helst kulstofholdig Luftart reduceret til denne Normaltilstand indeholder 0,492 kg Kulstof for hvert Kulstofatom, der findes i Moleculet. Den herved beregnede Røgmængde er kun Mæng- den af den »vandfri« Røg, idet Vanddampene unddrager sig Analysen, og Mængden af Vanddamp maa derfor bestemmes for sig ved Hjælp af Brændstoffets Indhold af Brint og Vand, og da dette Brint- og Vandindhold i Analyserne af fast og Ilydende Brændsel findes angivet i Vægtprocent, falder det lettest at beregne Røgens Vandindhold i kg, saa meget mere som Vanddampens Varmeindhold lettest bestemmes pr. kg. Foruden den Vanddamp, som skyldes Brændstoflets Vand- og Brintindhold, indeholder Røgen selvfølgelig den Vanddamp, som fandtes i Forbrændingsluften, men Mængden heraf er i Regelen saa ringe, at man begaar en forsvindende Fejl ved at se bort herfra. Ligeledes kan man ved Gas som Brændsel se bort fra dennes Vandindhold, dersom Temperaturen af Gassen er lav, medens man ved Kraftgas af højere Temperatur bør regne den mættet med Vanddamp. Beregningen af Varmetabet ved uforbrændte Luft- arter volder ingen Vanskeligheder, da man af Røgana- lyserne og den beregnede Røgmængde kender Mæng- derne af de forskellige brændbare Bestanddele i Røgen, og følgelig faar man Varmetabet pr. Time som Sum- men af disse Luftmængder, hver multipliceret med dens nyttige Brændværdi, som for Kuliltens Vedkommende er 2800 kg0, for Brintens Vedkommende 2360 kg0 og for Methanets Vedkommende 7820 kg0, alt pr. m8 redu- ceret til 15° og 1 at. Da Formlerne for Varmetabene faar et noget for- skelligt Udseende, eftersom Analyserne af Brændstoffet angiver dettes Indhold af Kulstof og Brint i Vægtpro- cent (kg pr. 100 kg eller pr. 100 ni8), som det er Til- fældet ved fast og flydende Brændsel, eller angiver Volumenprocenterne af de forskellige Bestanddele, som det sædvanlig sker ved Gas, skal de to Tilfælde be- handles hver for sig, og da Formlerne for fast og fly- dende Brændsel baade er de simpieste og de, der hyp- pigst er Brug for, skal de her opstilles først. Betyder: A: Brændstofmængden i kg pr. Time; C, H2 og V: Vægtprocenterne af Kulstof, Brint og Vand heri; c: Kulstofmængden i Aske og Slagger udtrykt i Vægt- procent af Brændslet;