SVEUČILIŠTE U RIJECI TEHNIČKI FAKULTET - bib.irb.hr · PDF file3 Remenski prijenos miješalice 4 Remenica miješalice 5 Ležaj miješalice 6 Žica za paljenje 7 Osovina miješalice

I

SVEUČILIŠTE U RIJECI

TEHNIČKI FAKULTET

Sveučilišni preddiplomski studij strojarstva

Završni rad

ODREĐIVANJE OGRJEVNE MOĆI BIOMASE

Rijeka, srpanj 2015. Helena Frlić

0035181906

II

SVEUČILIŠTE U RIJECI

TEHNIČKI FAKULTET

Sveučilišni preddiplomski studij strojarstva

Završni rad

ODREĐIVANJE OGRJEVNE MOĆI BIOMASE

Mentor: Prof. dr. sc. Bernard Franković

Komentor: Izv. prof. dr. sc. Kristian Lenić

Rijeka, srpanj 2015. Helena Frlić

0035181906

III

IV

IZJAVA

Izjavljujem da sam ovaj rad izradila samostalno koristeći stečena znanja tijekom studija uz

navedenu literaturu te stručnu pomoć i savjete prof. dr. sc. Bernarda Frankovića, izv. prof. dr. sc.

Kristiana Lenića i dr. sc. Paola Blecicha.

________________________

Helena Frlić

V

ZAHVALA

Zahvaljujem se svima koji su pomogli u nastajanju ovog rada, posebno svom mentoru prof. dr. sc.

Bernardu Frankoviću, komentoru izv. prof. dr. sc. Kristianu Leniću te poslijedoktorandu dr.sc.

Paolu Blecichu.

Posebno hvala mojim roditeljima i prijateljima koji su mi dali podršku i savjete i bili uz mene

tijekom studiranja.

Tehnički fakultet u Rijeci Završni rad

1

SADRŽAJ:

1. Uvod ........................................................................................................................................ 3

2. Kalorimetriranje ................................................................................................................... 4

2.1. Postupak kalorimetriranja ................................................................................................. 5

2.2. Računanje ogrjevne moći ................................................................................................. 9

3. Eksperimentalni dio ............................................................................................................ 12

3.1. Mjerenje ogrjevne moći badema sa ljuskom .................................................................. 13

3.1.1. Prvo mjerenje .......................................................................................................... 13

3.1.2. Drugo mjerenje ........................................................................................................ 15

3.1.3. Treće mjerenje ......................................................................................................... 16

3.1.4. Srednje vrijednosti ogrjevnih moći badema ............................................................ 18

3.2. Mjerenje ogrjevne moći koštica maslina ........................................................................ 18

3.2.1. Prvo mjerenje .......................................................................................................... 18

3.2.2. Drugo mjerenje ........................................................................................................ 20

3.2.3. Treće mjerenje ......................................................................................................... 21

3.2.4. Srednje vrijednosti ogrjevnih moći koštica maslina ............................................... 23

3.3. Mjerenje ogrjevne moći jezgre lješnjaka ....................................................................... 23

3.3.1. Prvo mjerenje .......................................................................................................... 23

3.3.2. Drugo mjerenje ........................................................................................................ 25

3.3.3. Treće mjerenje ......................................................................................................... 26

3.3.4. Srednje vrijednosti ogrjevnih moći lješnjaka .......................................................... 28

3.4. Mjerenje ogrjevne moći jezgre oraha ............................................................................. 28

3.4.1. Prvo mjerenje .......................................................................................................... 28

3.4.2. Drugo mjerenje ........................................................................................................ 30

3.4.3. Treće mjerenje ......................................................................................................... 31

3.4.4. Srednje vrijednosti ogrjevnih moći oraha ............................................................... 33


2

3.5. Mjerenje ogrjevne moći pistacija sa ljuskom ................................................................. 33

3.5.1. Prvo mjerenje .......................................................................................................... 33

3.5.2. Drugo mjerenje ........................................................................................................ 35

3.5.3. Srednje vrijednosti ogrjevnih moći pistacija ........................................................... 37

4. Zaključak ............................................................................................................................. 38

5. Literatura ............................................................................................................................. 39

Popis slika..................................................................................................................................... 40

Popis tablica ................................................................................................................................. 41

Popis dijagrama ........................................................................................................................... 42


3

1. UVOD

Biomasa ima sve veći udio u svjetskoj proizvodnji električne i toplinske energije i sve veću

naklonost među ljudima jer pridonosi zaštiti i očuvanju okoliša.

U Republici Hrvatskoj, prema podacima iz 2007. godine, samo se 3,2% ukupne potrebe za

energijom proizvodi iz biomase. Biomasa je i danas velik i još uvijek neiskorišten potencijal.

Iskorištenost biomase i otpada u Hrvatskoj iznosi oko 9% od procijenjenih 60% prirodnih

potencijala. [1,2 ]

Najveći dio energije iz biomase proizlazi iz ogrjevnog drva i drvnog ostatka no to ne mora biti

jedini izvor biomase. Često se zaboravi da se energija može dobiti iz pomalo neuobičajenih izvora

kao što su ostaci prerade grožđa, maslina, koštunjavog voća i sl. Iako se u principu hrana kao takva

ne bi trebala koristiti kao biomasa za proizvodnju energije, u ovom radu eksperimentalno ću

odrediti ogrjevnu moć upravo takvih namirnica. Vremenske nepogode kao što su suša, tuča,

poplava i sl. danas su sve veći problem zbog globalnog zatopljenja i vrlo lako mogu uništiti

plodove kao i usjeve. Umjesto da sav trud ljudskih ruku propadne, takvi bi se uništeni plodovi koji

više nisu pogodni za jelo mogli koristiti za dobivanje energije.

Vođena tom idejom u ovom ću radu eksperimentalno odrediti ogrjevnu moć cijelih badema,

koštica maslina, jezgre oraha, jezgre lješnjaka i cijelih pistacija. Očekujem da ću rezultati mjerenja,

odnosno dobivene ogrjevne moći biti više od ogrjevnih moći drveta zbog udjela masti u

koštunjavom voću.


4

2. KALORIMETRIRANJE

Kalorimetrija je metoda mjerenja količine toplinske energije koja se oslobađa ili veže u nekom

kemijskom ili fizikalnom procesu. Kalorimetriranje koristimo kako bismo odredili ogrjevnu moć

goriva ili nekih drugih supstanci eksperimentalnim putem, posebno onih nepoznatog kemijskog

sastava.

Ogrjevna moć je količina topline koja se oslobađa pri potpunom izgaranju jedinice količine nekog

goriva kada se dimni plinovi ohlade na temperaturu s kojom se zrak i gorivo dovode u ložište.

Ogrjevnu moć izračunati ćemo uz činjenicu da se toplinska energija koja se oslobađa izgaranjem

briketa unutar kalorimetrijske bombe troši na povećavanje temperature kalorimetrijske vode i

kalorimetrijske bombe. Količina i temperatura (toplinski kapacitet vode) kalorimetrijske vode su

nam poznati kao i vodena vrijednost kalorimetrijske bombe. Ogrjevnu vrijednost uzoraka izračunat

ćemo mjerenjem razlike temperature vode i bombe. [3]

1 Elektromotor

2 Remenica elektromotora

3 Remenski prijenos miješalice

4 Remenica miješalice

5 Ležaj miješalice

6 Žica za paljenje

7 Osovina miješalice sa propelerom

8 Ovalna posuda sa vodom

9 Posuda

10 Kalorimetrijska posuda

11 Konektor

12 Termometar

Slika 2.1. Dijelovi kalorimetra [4]


5

2.1. Postupak kalorimetriranja

Prvi korak je izrada briketa. Briketi se izrađuju od željenih uzoraka čiju ogrjevnu moć želimo

izračunati. Uzorak se treba usitniti mljevenjem, odnosno granulacija sastojka treba biti što sitnija,

po mogućnosti prah.

Slika 2.2. Granulat cijelih badema

Granulat se sabija u cilindru pomoću škripa zajedno sa žicom od nikelina koja služi kao vodič

električne struje.

Slika 2.3. Punjenje cilindra granulatom


6

Slika 2.4. Sabijanje cilindra u škripu

Žica od nikelina provlači se kroz elektrode. Ispod briketa se nalazi keramička posudica u kojoj,

nakon izgaranja, ostaje pepeo i čađa.

Slika 2.5. Žice briketa provučene kroz elektrode


7

Glava bombe se stavlja na tijelo bombe i osigura zaštitnom maticom. Nakon što se zatvori

sigurnosni ventil, bomba se tlači čistim kisikom na 30 bara.

Slika 2.6. Punjenje bombe kisikom

Bomba pod tlakom se stavlja u posudu s vodom i spaja na izvor napona. U vodu se također uroni

miješalica koja ujednačava temperaturu vode u posudi. Nakon paljenja, temperatura

kolorimetrijske vode se mjeri u 3 faze:

- prije paljenja

- paljenje i izgaranje (postupno povećanje temperature)

- ustaljivanje (postupno smanjenje temperature).


8

Slika 2.7. Uranjanje bombe u kalorimetrijsku vodu

Nakon izmjerenih temperatura, ispuštaju se dimni plinovi na sigurnosni ventil, bomba se rastavlja

te se mjeri ostatak duljine žice od nikelina. Budući da jedan dio žice izgara, taj dio toplinske

energije moramo oduzeti od ukupne predane topline dobivene izgaranjem.

Slika 2.8. Oprema za kalorimetriranje


9

2.2. Računanje ogrjevne moći

Bilanca topline kalorimetrijske bombe:

𝑚𝑔 ∙ 𝐻𝑔 = (𝑊𝑤 + 𝑊𝑏) ∙ ∆𝜗 − 𝑄ℎ [kJ]

Gornja ogrjevna moć goriva:

𝐻𝑔 =(𝑊𝑤 + 𝑊𝑏) ∙ ∆𝜗 − 𝑄ℎ

𝑚𝑔 [

kJ

kg]

gdje je:

Vodena vrijednost vode:

𝑊𝑤 = 𝑚𝑤 ∙ 𝑐𝑤 [kJ

K]

gdje je:

mw masa vode u koju je bomba uronjena [kg]

cw specifični toplinski kapacitet vode [kJ/(kgK)]

Specifični toplinski kapacitet vode računamo prema izrazu:

𝑐𝑤 = 𝑐𝑤(20℃) +𝜗1 − 20°

20∙ (𝑐𝑤(40℃) − 𝑐𝑤(20℃)) [

kJ

kgK]

gdje je:

ϑ1 temperatura u trenutku paljenja bombe [⁰C]

cw(20⁰C) = 4,183 kJ/(kgK) specifični toplinski kapacitet vode pri 20 ⁰C

cw(40⁰C) = 4,178 kJ/(kgK) specifični toplinski kapacitet vode pri 40 ⁰C

Ww vodena vrijednost vode [kJ/K]

Wb vodena vrijednost bombe [kJ/K]

Δϑ razlika ustaljenih temperatura vode izmjerenih u fazi paljenja i fazi ustaljivanja [K]

Qh toplina koja se oslobađa izgaranjem otporne žice od nikelina [kJ]

mg masa uzorka goriva dobivena mjerenjem [kg]


10

Masu vode računamo prema izrazu:

𝑚𝑤 = 𝑉𝑤 ∙ 𝜌𝑤

I pri tome je:

𝜌𝑤 = 𝜌𝑤(20℃) +𝜗1 − 20°

20∙ (𝜌𝑤(40℃) − 𝜌𝑤(20℃)) [

kg

m3]

gdje je:

ρw(20⁰C) = 998 kg/m3 gustoća vode pri 20 ⁰C

ρw(40⁰C) = 992 kg/m3 gustoća vode pri 40 ⁰C

Vw = 0,002 m3 volumen vode u koju je uronjena bomba

Toplina koja se oslobađa izgaranjem dijela žice od nikelina:

𝑄ℎ = 𝑚ž ∙ 𝑞ž [kJ]

gdje je:

mž masa izgorjelog dijela žice [kg]

qž = 6698 kJ/kg toplina koju oslobodi žica po kg mase

Masa izgorjelog dijela žice:

𝑚ž = 𝑚0 ∙ 𝑙𝑖𝑧𝑔 [kg]

Pri tome je:

𝑙𝑖𝑧𝑔 = 𝑙ž − 𝑙𝑜𝑠𝑡 [m]

gdje je:

m0 = 8·10-5 kg/m specifična linearna masa žice

lizg duljina izgorjelog dijela žice [m]

lž = 0,12 m duljina žice prije izgaranja

lost duljina ostatka žice nakon izgaranja [m]


11

Vodena vrijednost kalorimetrijske bombe (uključuje toplinski kapacitet bombe i posude):

𝑊𝑏 = 1,8638 kJ

K

Donja ogrjevna moć goriva:

𝐻𝑑 = 𝐻𝑔 − 𝑟 ∙𝑚𝐻2𝑂

𝑚𝑔 [

kJ

kg]

gdje je:

r = 2440 kJ/kg toplina isparivanja vode pri 26°C

mH2O masa vlage u gorivu [kg]


12

3. EKSPERIMENTALNI DIO

Svi rezultati dobiveni eksperimentalnim mjerenjem izračunati su pomoću formula iz poglavlja 2.

Masa vlage dobivena je vaganjem suhog papirnatog ručnika i vlažnog ručnika nakon izgaranja.

Masa pepela (mp [kg]) dobivena je vaganjem keramičke posudice prije i nakon izgaranja.

Slika 3.1. Pepeo nakon izgaranja briketa


13

3.1. Mjerenje ogrjevne moći badema sa ljuskom

Slika 3.2. Briket badema

3.1.1. Prvo mjerenje

Dijagram 3.1. Prvo mjerenje – badem

25,0

25,5

26,0

26,5

27,0

27,5

28,0

28,5

29,0

29,5

0:00:00 0:02:53 0:05:46 0:08:38 0:11:31 0:14:24 0:17:17

Tem

per

atu

ra (°C

)

Vrijeme (min)

Faza 1 Faza 2 Faza 3


14

Tablica 3.1. Temperature iz prvog mjerenja briketa badema

Ulazni podaci:

𝑚𝑔 = 1,651 g

𝜗1 = 25,339 °C

𝜗2 = 29,005 °C

∆𝜗 = 3,666 °C

Izlazni podaci:

𝑐𝑤 = 4,181665 kJ/(kgK)

𝜌𝑤 = 996,398 kg/m3

𝑚𝑤 = 1,992797 kg

𝑊𝑤 = 8,333208 kJ/K

𝑙𝑜𝑠𝑡 = 64 mm

𝑙𝑖𝑧𝑔 = 56 mm

𝑚ž = 4,48·10-6 kg

𝑄ℎ = 0,030007 kJ

𝑚𝑝 = 0,0505 g

𝑚𝐻2𝑂 = 1,651 g

𝐻𝑔 = 22,63 MJ/kg

𝐻𝑑 = 21,13 MJ/kg

FAZA 1 FAZA 2 FAZA 3

τ (min) ϑ (°C) τ (min) ϑ (°C) τ (min) ϑ (°C)

0:00 25,344 5:15 25,346 13:00 29,004

1:00 25,347 5:30 25,505 13:15 29,002

2:00 25,344 5:45 26,102 13:30 29,001

3:00 25,342 6:00 26,663 13:45 29,001

4:00 25,340 6:15 27,135 14:00 28,000

5:00 25,339 6:30 27,560 14:15 28,998

6:45 27,785 14:30 28,997

7:00 28,032 14:45 28,995

7:15 28,223 15:00 28,993

7:30 28,406 15:30 28,990

7:45 28,521 16:00 28,985

8:00 28,607 16:30 28,980

8:15 28,693 17:00 28,974

8:30 28,792 17:30 28,968

8:45 28,831 18:00 28,965

9:00 28,862 19:00 28,956

9:15 28,888 20:00 28,948

9:30 28,920

9:45 28,934

10:00 28,948

10:15 28,965

10:30 28,972

10:45 28,980

11:00 28,989

11:15 28,992

11:30 28,994

11:45 28,997

12:00 28,998

12:15 29,002

12:30 29,004

12:45 29,005


15

3.1.2. Drugo mjerenje

Tablica 3.2. Temperature iz drugog mjerenja briketa badema



0:00 25,963 5:15 25,995 12:45 29,432

1:00 25,971 5:30 26,257 13:00 29,433

2:00 25,975 5:45 26,761 13:15 29,433

3:00 25,977 6:00 27,321 13:30 29,433

4:00 25,979 6:15 27,889 13:45 29,431

5:00 25,980 6:30 28,170 14:00 29,430

6:45 28,444 14:15 29,430

7:00 28,673 14:30 29,429

7:15 28,808 14:45 29,428

7:30 28,971 15:00 29,427

7:45 29,062 15:30 29,424

8:00 29,128 16:00 29,421

8:15 29,191 16:30 29,418

8:30 29,235 17:00 29,415

8:45 29,278 17:30 29,411

9:00 29,311 18:00 29,408

9:15 29,333 19:00 29,401

9:30 29,350 20:00 29,394

9:45 29,366

10:00 29,380

10:15 29,394

10:30 29,400

10:45 29,411

11:00 29,415

11:15 29,420

11:30 29,425

11:45 29,428

12:00 29,430

12:15 29,431

12:30 29,433


16

Dijagram 3.2. Drugo mjerenje – badem

3.1.3. Treće mjerenje

Dijagram 3.3. Treće mjerenje - badem

25,5

26,0

26,5

27,0

27,5

28,0

28,5

29,0

29,5

30,0

0:00:00 0:02:53 0:05:46 0:08:38 0:11:31 0:14:24 0:17:17

Tem

per

atu

ra °

C

Vrijeme (min)

25,5

26,0

26,5

27,0

27,5

28,0

28,5

29,0

29,5

30,0

30,5

0:00:00 0:02:53 0:05:46 0:08:38 0:11:31 0:14:24 0:17:17

Tem

per

atu

ra (°C

)

Vrijeme (min)




17

Tablica 3.3. Temperature iz trećeg mjerenja briketa badema



0:00 26,147 5:15 26,178 12:45 29,888

1:00 26,155 5:30 26,600 13:00 29,888

2:00 26,160 5:45 27,273 13:15 29,887

3:00 26,163 6:00 27,924 13:30 29,887

4:00 26,166 6:15 28,312 13:45 29,886

5:00 26,167 6:30 28,699 14:00 29,885

6:45 29,041 14:15 29,884

7:00 29,160 14:30 29,882

7:15 29,347 14:45 29,881

7:30 29,457 15:00 29,880

7:45 29,550 15:30 29,877

8:00 29,616 16:00 29,874

8:15 29,673 16:30 29,870

8:30 29,721 17:00 29,866

8:45 29,756 17:30 29,863

9:00 29,782 18:00 29,859

9:15 29,809 19:00 29,853

9:30 29,822 20:00 29,845

9:45 29,839

10:00 29,847

10:15 29,859

10:30 29,866

10:45 29,873

11:00 29,877

11:15 29,880

11:30 29,884

11:45 29,886

12:00 29,888

12:15 29,888

12:30 29,889


18

3.1.4. Srednje vrijednosti ogrjevnih moći badema

Srednja vrijednost gornje ogrjevne moći:

𝐻𝑔̅̅̅̅ =

𝐻𝑔1 + 𝐻𝑔2 + 𝐻𝑔3

3=

22,63 + 22,47 + 22,57

3= 22,56

MJ

kg

Srednja vrijednost donje ogrjevne moći:

𝐻𝑑̅̅ ̅̅ =

𝐻𝑑1 + 𝐻𝑑2 + 𝐻𝑑3

3=

21,13 + 20,92 + 20,98

3= 21,01

MJ

kg

3.2. Mjerenje ogrjevne moći koštica maslina

Slika 3.3. Briket koštica maslina


Dijagram 3.4. Prvo mjerenje - koštice maslina

26,0

26,5

27,0

27,5

28,0

28,5

29,0

29,5

30,0

0:00:00 0:02:53 0:05:46 0:08:38 0:11:31 0:14:24 0:17:17

Tem

per

atu

ra (°C

)

Vrijeme (min)



19

Tablica 3.4. Temperature iz prvog mjerenja briketa maslina



0:00 26,375 5:15 26,401 12:45 29,774

1:00 26,382 5:30 26,731 13:00 29,774

2:00 26,387 5:45 27,274 13:15 29,774

3:00 26,390 6:00 27,700 13:30 29,774

4:00 26,392 6:15 28,212 13:45 29,774

5:00 26,394 6:30 28,614 14:00 29,773

6:45 28,812 14:15 29,771

7:00 29,003 14:30 29,771

7:15 29,165 14:45 29,700

7:30 29,299 15:00 29,768

7:45 29,391 15:30 29,766

8:00 29,445 16:00 29,763

8:15 29,517 16:30 29,760

8:30 29,576 17:00 29,757

8:45 29,597 17:30 29,754

9:00 29,646 18:00 29,751

9:15 29,671 19:00 29,754

9:30 29,698 20:00 29,739

9:45 29,722

10:00 29,723

10:15 29,730

10:30 29,744

10:45 29,751

11:00 29,757

11:15 29,763

11:30 29,765

11:45 29,768

12:00 29,772

12:15 29,773

12:30 29,774


20


Tablica 3.5. Temperature iz drugog mjerenja briketa maslina



0:00 26,437 5:15 26,573 12:45 29,053

1:00 26,444 5:30 26,923 13:00 29,053

2:00 26,447 5:45 27,470 13:15 29,053

3:00 26,450 6:00 27,772 13:30 29,053

4:00 26,452 6:15 28,075 13:45 29,052

5:00 26,453 6:30 28,236 14:00 29,051

6:45 28,418 14:15 29,051

7:00 28,552 14:30 29,050

7:15 28,666 14:45 29,049

7:30 28,735 15:00 29,048

7:45 28,804 15:30 29,047

8:00 28,859 16:00 29,044

8:15 28,883 16:30 29,042

8:30 28,919 17:00 29,040

8:45 28,955 17:30 29,038

9:00 28,970 18:00 29,035

9:15 28,986 19:00 29,031

9:30 29,001 20:00 29,026

9:45 29,012

10:00 29,022

10:15 29,030

10:30 29,034

10:45 29,041

11:00 29,044

11:15 29,045

11:30 29,048

11:45 29,051

12:00 29,052

12:15 29,052

12:30 29,053


21

Dijagram 3.5. Drugo mjerenje - koštice maslina


Dijagram 3.6. Treće mjerenje - koštice maslina

26,0

26,5

27,0

27,5

28,0

28,5

29,0

29,5

0:00:00 0:02:53 0:05:46 0:08:38 0:11:31 0:14:24 0:17:17

Tem

per

atu

ra (°C

)

Vrijeme (min)

25,5

26,0

26,5

27,0

27,5

28,0

28,5

29,0

29,5

30,0

0:00:00 0:02:53 0:05:46 0:08:38 0:11:31 0:14:24 0:17:17

Tem

per

atu

ra (°C

)

Vrijeme (min)

Faza 1

Faza 1

Faza 2

Faza 2

Faza 3

Faza 3


22

Tablica 3.6. Temperature iz trećeg mjerenja briketa maslina



0:00 26,030 5:15 26,058 13:00 29,5510

1:00 26,036 5:30 26,434 13:15 29,509

2:00 26,039 5:45 27,149 13:30 29,508

3:00 26,042 6:00 27,646 13:45 29,508

4:00 26,043 6:15 28,123 14:00 29,507

5:00 26,045 6:30 28,405 14:15 29,506

6:45 28,624 14:30 29,505

7:00 28,817 14:45 29,503

7:15 29,004 15:00 29,502

7:30 29,118 15:30 29,500

7:45 29,191 16:00 29,496

8:00 29,257 16:30 29,490

8:15 29,310 17:00 29,490

8:30 29,352 17:30 29,487

8:45 29,380 18:00 29,482

9:00 29,406 19:00 29,476

9:15 29,422 20:00 29,470

9:30 29,443

9:45 29,458

10:00 29,464

10:15 29,478

10:30 29,486

10:45 29,492

11:00 29,497

11:15 29,500

11:30 29,502

11:45 29,505

12:00 29,508

12:15 29,508

12:30 29,508

12:45 29,510


23

3.2.4. Srednje vrijednosti ogrjevnih moći koštica maslina


𝐻𝑔̅̅̅̅ =


3=

20,20 + 20,41 + 20,55

3= 20,39

MJ

kg


𝐻𝑑̅̅ ̅̅ =


3=

18,93 + 19,27 + 19,21

3= 19,14

MJ

kg

3.3. Mjerenje ogrjevne moći jezgre lješnjaka

Slika 3.4. Briket lješnjaka


Dijagram 3.7. Prvo mjerenje - lješnjak

24,0

24,5

25,0

25,5

26,0

26,5

27,0

27,5

28,0

28,5

29,0

29,5

30,0

0:00:00 0:02:53 0:05:46 0:08:38 0:11:31 0:14:24 0:17:17

Tem

per

atu

ra (°C

)

Vrijeme (min)

Faza 1 Faza 2

Faza 3


24

Tablica 3.7. Temperature iz prvog mjerenja briketa lješnjaka



0:00 24,609 5:15 24,648 11:45 29,548

1:00 24,618 5:30 24,928 12:00 29,547

2:00 24,624 5:45 25,809 12:15 29,546

3:00 24,626 6:00 26,681 12:30 29,544

4:00 26,628 6:15 27,301 12:45 29,543

5:00 26,630 6:30 27,869 13:00 29,540

6:45 28,313 13:15 29,538

7:00 28,668 13:30 29,536

7:15 28,838 13:45 29,532

7:30 29,020 14:00 29,529

7:45 29,130 14:15 29,527

8:00 29,227 14:30 29,524

8:15 29,300 14:45 29,522

8:30 29,362 15:00 29,519

8:45 29,409 15:30 29,512

9:00 29,444 16:00 29,506

9:15 29,463 16:30 29,499

9:30 29,486 17:00 29,429

9:45 29,506

10:00 29,518

10:15 29,526

10:30 29,535

10:45 29,541

11:00 29,524

11:15 29,545

11:30 29,548


25


Tablica 3.8. Temperature iz drugog mjerenja briketa lješnjaka



0:00 24,853 5:15 24,887 12:30 29,177

1:00 24,860 5:30 25,136 12:45 29,177

2:00 24,865 5:45 25,878 13:00 29,174

3:00 24,868 6:00 26,623 13:15 29,172

4:00 24,870 6:15 27,224 13:30 29,172

5:00 24,872 6:30 27,528 13:45 29,170

6:45 29,971 14:00 29,168

7:00 28,267 14:15 29,167

7:15 28,456 14:30 29,164

7:30 28,633 14:45 29,162

7:45 28,739 15:00 29,159

8:00 28,836 15:30 29,154

8:15 28,925 16:00 29,148

8:30 28,976 16:30 29,144

8:45 29,031 17:00 29,138

9:00 29,065

9:15 29,091

9:30 29,105

9:45 29,126

10:00 29,138

10:15 29,147

10:30 29,156

10:45 29,166

11:00 29,170

11:15 29,173

11:30 29,173

11:45 29,178

12:00 29,178

12:15 29,179


26

Dijagram 3.8. Drugo mjerenje - lješnjak


Dijagram 3.9. Treće mjerenje - lješnjak

24,5

25,0

25,5

26,0

26,5

27,0

27,5

28,0

28,5

29,0

29,5

0:00:00 0:02:53 0:05:46 0:08:38 0:11:31 0:14:24 0:17:17

Tem

per

atu

ra (°C

)

Vrijeme (min)

24,5

25,0

25,5

26,0

26,5

27,0

27,5

28,0

28,5

29,0

29,5

30,0

0:00:00 0:02:53 0:05:46 0:08:38 0:11:31 0:14:24 0:17:17

Tem

per

atu

ra (°C

)

Vrijeme (min)

Faza 1

Faza 1

Faza 2

Faza 2

Faza 3

Faza 3


27

Tablica 3.9. Temperature iz trećeg mjerenja briketa lješnjaka



0:00 24,762 5:15 24,792 12:00 29,286

1:00 24,769 5:30 25,294 12:15 29,284

2:00 24,775 5:45 25,889 12:30 29,283

3:00 24,779 6:00 26,636 12:45 29,283

4:00 24,782 6:15 27,175 13:00 29,279

5:00 24,784 6:30 27,717 13:15 29,278

6:45 28,154 13:30 29,276

7:00 28,431 13:45 29,274

7:15 28,668 14:00 29,272

7:30 28,828 14:15 29,269

7:45 28,943 14:30 29,266

8:00 29,011 14:45 29,262

8:15 29,066 15:00 29,260

8:30 29,110 15:30 29,254

8:45 29,155 16:00 29,248

9:00 29,187 16:30 29,242

9:15 29,209 17:00 29,236

9:30 29,237

9:45 29,244

10:00 29,251

10:15 29,263

10:30 29,273

10:45 29,279

11:00 29,281

11:15 29,284

11:30 29,285

11:45 29,287


28

3.3.4. Srednje vrijednosti ogrjevnih moći lješnjaka


𝐻𝑔̅̅̅̅ =


3=

30,65 + 30,62 + 30,70

3= 30,66

MJ

kg


𝐻𝑑̅̅ ̅̅ =


3=

28,46 + 28,47 + 28,58

3= 28,50

MJ

kg

3.4. Mjerenje ogrjevne moći jezgre oraha

Slika 3.5. Briket oraha


Dijagram 3.10. Prvo mjerenje - orah

23,5

24,0

24,5

25,0

25,5

26,0

26,5

27,0

27,5

28,0

28,5

29,0

29,5

30,0

0:00:00 0:02:53 0:05:46 0:08:38 0:11:31 0:14:24 0:17:17

Tem

per

atu

ra (°C

)

Vrijeme (min)



29

Tablica 3.10. Temperature iz prvog mjerenja briketa oraha



0:00 23,947 5:15 23,977 12:45 29,690

1:00 23,955 5:30 24,470 13:00 29,689

2:00 23,957 5:45 25,412 13:15 29,688

3:00 23,958 6:00 26,158 13:30 29,686

4:00 23,960 6:15 26,874 13:45 29,684

5:00 23,960 6:30 27,431 14:00 29,683

6:45 27,933 14:15 29,680

7:00 28,251 14:30 29,678

7:15 28,521 14:45 29,676

7:30 28,731 15:00 29,673

7:45 28,921 15:30 29,667

8:00 29,067 16:00 29,662

8:15 29,158 16:30 29,655

8:30 29,243 17:00 29,649

8:45 29,305

9:00 29,366

9:15 29,421

9:30 29,483

9:45 29,515

10:00 29,584

10:15 29,623

10:30 29,648

10:45 29,661

11:00 29,675

11:15 29,681

11:30 29,686

11:45 29,688

12:00 29,689

12:15 29,690

12:30 29,691


30


Tablica 3.11. Temperature iz drugog mjerenja briketa oraha



0:00 24,498 5:15 24,515 13:00 28,097

1:00 24,506 5:30 24,810 13:15 28,097

2:00 24,507 5:45 25,474 13:30 28,095

3:00 24,507 6:00 25,995 13:45 28,095

4:00 24,508 6:15 26,519 14:00 28,094

5:00 24,508 6:30 26,875 14:15 28,093

6:45 27,124 14:30 28,091

7:00 27,385 14:45 28,090

7:15 27,500 15:00 28,088

7:30 27,636 15:30 28,084

7:45 27,735 16:00 28,082

8:00 27,803 16:30 28,077

8:15 27,854 17:00 28,073

8:30 27,912 17:30 28,071

8:45 27,946 18:00 28,066

9:00 27,977

9:15 28,001

9:30 28,019

9:45 28,039

10:00 28,050

10:15 28,064

10:30 28,072

10:45 28,080

11:00 28,084

11:15 28,088

11:30 28,091

11:45 28,092

12:00 28,095

12:15 28,097

12:30 28,096

12:45 28,098


31

Dijagram 3.11. Drugo mjerenje – orah


Dijagram 3.12. Treće mjerenje - orah

24,0

24,5

25,0

25,5

26,0

26,5

27,0

27,5

28,0

28,5

0:00:00 0:02:53 0:05:46 0:08:38 0:11:31 0:14:24 0:17:17

Tem

per

atu

ra (°C

)

Vrijeme (min)

24,0

24,5

25,0

25,5

26,0

26,5

27,0

27,5

28,0

28,5

0:00:00 0:02:53 0:05:46 0:08:38 0:11:31 0:14:24 0:17:17

Tem

per

atu

ra (°C

)

Vrijeme (min)

Faza 1

Faza 1

Faza 2

Faza 2

Faza 3

Faza 3


32

Tablica 3.12. Temperature iz trećeg mjerenja briketa oraha



0:00 24,511 5:15 24,545 13:00 28,058

1:00 24,518 5:30 24,787 13:15 28,058

2:00 24,523 5:45 25,302 13:30 28,057

3:00 24,525 6:00 25,889 13:45 28,057

4:00 24,526 6:15 26,491 14:00 28,056

5:00 24,526 6:30 26,777 14:15 28,055

6:45 27,044 14:30 28,054

7:00 27,311 14:45 28,053

7:15 27,439 15:00 28,052

7:30 27,560 15:30 28,049

7:45 27,671 16:00 28,046

8:00 27,767 16:30 28,043

8:15 27,802 17:00 28,040

8:30 27,850 17:30 28,037

8:45 27,897 18:00 28,032

9:00 27,931

9:15 27,958

9:30 27,980

9:45 27,992

10:00 28,008

10:15 28,024

10:30 28,029

10:45 28,037

11:00 28,042

11:15 28,048

11:30 28,52

11:45 28,053

12:00 28,055

12:15 28,057

12:30 28,058

12:45 28,059


33

3.4.4. Srednje vrijednosti ogrjevnih moći oraha


𝐻𝑔̅̅̅̅ =


3=

30,61 + 30,24 + 29,68

3= 30,18

MJ

kg


𝐻𝑑̅̅ ̅̅ =


3=

28,62 + 28,48 + 27,82

3= 28,31

MJ

kg

3.5. Mjerenje ogrjevne moći pistacija sa ljuskom

Slika 3.6. Briket pistacija


Dijagram 3.13. Prvo mjerenje - pistacije

26,0

26,5

27,0

27,5

28,0

28,5

29,0

29,5

30,0

0:00:00 0:02:53 0:05:46 0:08:38 0:11:31 0:14:24 0:17:17

Tem

per

atu

ra (°C

)

Vrijeme (min)



34

Tablica 3.13. Temperature iz prvog mjerenja briketa pistacija



0:00 26,207 5:15 26,229 13:15 29,675

1:00 26,212 5:30 26,468 13:30 29,674

2:00 26,217 5:45 27,012 13:45 29,674

3:00 26,220 6:00 27,654 14:00 29,674

4:00 26,222 6:15 27,991 14:15 29,673

5:00 26,223 6:30 28,293 14:30 29,672

6:45 28,572 14:45 29,671

7:00 28,808 15:00 29,671

7:15 28,920 15:30 29,669

7:30 29,132 16:00 29,665

7:45 29,242 16:30 29,664

8:00 29,325 17:00 29,660

8:15 29,378 17:30 29,657

8:30 29,435 18:00 29,654

8:45 29,460 19:00 29,648

9:00 29,527 20:00 29,642

9:15 29,555

9:30 29,577

9:45 29,596

10:00 29,614

10:15 29,630

10:30 29,640

10:45 29,650

11:00 29,656

11:15 29,661

11:30 29,666

11:45 29,667

12:00 29,670

12:15 29,672

12:30 29,672

12:45 29,674

13:00 29,675


35


Dijagram 3.14. Drugo mjerenje – pistacije

26,0

26,5

27,0

27,5

28,0

28,5

29,0

29,5

30,0

30,5

0:00:00 0:02:53 0:05:46 0:08:38 0:11:31 0:14:24 0:17:17

Tem

per

atu

ra (°C

)

Vrijeme (min)



36

Tablica 3.14. Temperature iz drugog mjerenja briketa pistacija



0:00 26,302 5:15 26,332 12:30 30,240

1:00 26,308 5:30 26,973 12:45 30,240

2:00 26,312 5:45 27,570 13:00 30,240

3:00 26,315 6:00 27,984 13:15 30,239

4:00 26,317 6:15 28,550 13:30 30,238

5:00 26,318 6:30 28,913 13:45 30,237

6:45 29,317 14:00 30,236

7:00 29,531 14:15 30,234

7:15 29,714 14:30 30,233

7:30 29,813 14:45 30,231

7:45 29,918 15:00 30,230

8:00 29,972 15:30 30,226

8:15 30,023 16:00 30,223

8:30 30,072 16:30 30,220

8:45 30,106 17:00 30,216

9:00 30,131 17:30 30,212

9:15 30,156 18:00 30,208

9:30 30,174 19.00 30,201

9:45 30,188 20:00 30,194

10:00 30,200

10:15 30,212

10:30 30,219

10:45 30,224

11:00 30,229

11:15 30,234

11:30 30,235

11:45 30,237

12:00 30,239

12:15 30,240


37

3.5.3. Srednje vrijednosti ogrjevnih moći pistacija


𝐻𝑔̅̅̅̅ =

𝐻𝑔1 + 𝐻𝑔2

2=

21,99 + 22,34

2= 22,17

MJ

kg


𝐻𝑑̅̅ ̅̅ =

𝐻𝑑1 + 𝐻𝑑2

2=

20,56 + 20,84

2= 20,70

MJ

kg


38

4. ZAKLJUČAK

Ogrjevne moći dobivene eksperimentalno su poprilično visoke ako ih usporedimo sa drugim

vrstama gorima kao što su drvo (oko 15 MJ/kg) ili peleti i briketi (oko 18 MJ/kg).

Kod same izrade briketa bilo je nekih poteškoća. Ljuska badema se nije dala sabiti jer je bila

presuha pa je ogrjevna moć izračunata sa ljuskom i jezgrom, odnosno cijelim bademom. Prosječna

gornja ogrjevna moć je 22,56 MJ/kg. Kod badema je bila i najveća količina pepela.

Koštice masline su bile relativno suhe pa briketi nisu bili kompaktni, ali je ipak dobiveno dovoljno

briketa za eksperiment. Uz najmanju prosječnu gornju ogrjevnu moć od svih uzoraka (20,39

MJ/kg), koštice masline također imaju i najmanju količinu pepela.

Briketi jezgre lješnjaka bili su poprilično komplicirani za izradu s obzirom na udio masti u njima.

Bilo ih je teško sabiti jer je ulje curilo i time otežalo vađenje briketa iz cilindra. Unatoč

problematičnoj izradi, prosječna vrijednost ogrjevne moći jezgre lješnjaka od 30,66 MJ/kg najviša

je eksperimentalno dobivena ogrjevna moć od svih uzoraka, ali također sadrži i najviši udio vlage.

Kod jezgre oraha problemi u izradi bili su slični onima kod izrade briketa od lješnjaka. Prosječna

gornja ogrjevna moć nešto je niža od one lješnjaka, 30,18 MJ/kg.

Čvrstu ljusku pistacija je bilo poprilično teško usitniti za izradu briketa. Iz tog je razloga bilo

dovoljno uzorka za samo dva mjerenja. Iako je briket sadržavao i ljusku i jezgru, također je bilo

dosta masti, ali to nije bio problem u izradi briketa. Prosječna gornja ogrjevna moć pistacija slična

je onoj od badema, 22,17 MJ/kg.

Potrebe za ponavljanjem mjerenja nije bilo jer su dobivene ogrjevne moći bile sličnih vrijednosti.

Uzevši u obzir i druge energente, biomasu koštunjavog voća ne bi trebali zanemarivati u

slučajevima vremenskih neprilika i prirodnih nepogoda budući da joj je donja ogrjevna vrijednost

viša od one drveta peleta i briketa, a u slučaju oraha i lješnjaka čak i od antracita (27 MJ/kg).


39

5. LITERATURA

[1] Potočnik, V.: Obnovljivi izvori energije i zaštita okoliša u Hrvatskoj, Ministarstvo zaštite

okoliša i prostornog uređenja RH, Zagreb, 2002.

[2] Presber, P. i dr.: Energija iz biomase – Hrvatska nudi velike potencijale za korištenje,

Aktuell, br. 31, Zagreb, 2009.

[3] Laboratorijske vježbe,

http://www.riteh.uniri.hr/zav_katd_sluz/zvd_teh_term_energ/nas/laboratorijske_vjezbe

_%2007/6_kruta_goriva.pdf

[4] Parr Oxygen Bomb Calorimeter 1341, Operating Instruction Manual

[5] Bošnjaković, F.: Nauka o toplini (svezak prvi, drugi i treći), Graphis Zagreb, Zagreb,

2012.

[6] Ražnjević, K.: Toplinske tablice, Tehnička knjiga, Zagreb, 1964.

[7] Bilješke s predavanja „Nauka o toplini I“

[8] Bilješke s predavanja „Izvori energije“

[9] Energetski institut „Hrvoje Požar“: Program korištenja energije biomase i otpada, AZP-

Grafis Samobor, Zagreb, 1998.

[10] Kalea M.: Obnovljivi izvori energije – Energetski pogled, Kiklos – Krug knjige d.o.o.,

Zagreb, 2014.


40

Popis slika

Slika 2.1. Dijelovi kalorimetra [4] .................................................................................................. 4

Slika 2.2. Granulat cijelih badema .................................................................................................. 5

Slika 2.3. Punjenje cilindra granulatom .......................................................................................... 5

Slika 2.4. Sabijanje cilindra u škripu ............................................................................................... 6

Slika 2.5. Žice briketa provučene kroz elektrode ............................................................................ 6

Slika 2.6. Punjenje bombe kisikom ................................................................................................. 7

Slika 2.7. Uranjanje bombe u kalorimetrijsku vodu ........................................................................ 8

Slika 2.8. Oprema za kalorimetriranje ............................................................................................ 8

Slika 3.1. Pepeo nakon izgaranja briketa ...................................................................................... 12

Slika 3.2. Briket badema ............................................................................................................... 13

Slika 3.3. Briket koštica maslina ................................................................................................... 18

Slika 3.4. Briket lješnjaka ............................................................................................................. 23

Slika 3.5. Briket oraha ................................................................................................................... 28

Slika 3.6. Briket pistacija .............................................................................................................. 33


41

Popis tablica

Tablica 3.1. Temperature iz prvog mjerenja briketa badema ........................................................ 14

Tablica 3.2. Temperature iz drugog mjerenja briketa badema ...................................................... 15

Tablica 3.3. Temperature iz trećeg mjerenja briketa badema ....................................................... 17

Tablica 3.4. Temperature iz prvog mjerenja briketa maslina ........................................................ 19

Tablica 3.5. Temperature iz drugog mjerenja briketa maslina ...................................................... 20

Tablica 3.6. Temperature iz trećeg mjerenja briketa maslina ....................................................... 22

Tablica 3.7. Temperature iz prvog mjerenja briketa lješnjaka ...................................................... 24

Tablica 3.8. Temperature iz drugog mjerenja briketa lješnjaka .................................................... 25

Tablica 3.9. Temperature iz trećeg mjerenja briketa lješnjaka ..................................................... 27

Tablica 3.10. Temperature iz prvog mjerenja briketa oraha ......................................................... 29

Tablica 3.11. Temperature iz drugog mjerenja briketa oraha ....................................................... 30

Tablica 3.12. Temperature iz trećeg mjerenja briketa oraha ......................................................... 32

Tablica 3.13. Temperature iz prvog mjerenja briketa pistacija ..................................................... 34

Tablica 3.14. Temperature iz drugog mjerenja briketa pistacija ................................................... 36


42

Popis dijagrama

Dijagram 3.1. Prvo mjerenje – badem ........................................................................................... 13

Dijagram 3.2. Drugo mjerenje – badem ........................................................................................ 16

Dijagram 3.3. Treće mjerenje - badem .......................................................................................... 16

Dijagram 3.4. Prvo mjerenje - koštice maslina ............................................................................. 18

Dijagram 3.5. Drugo mjerenje - koštice maslina .......................................................................... 21

Dijagram 3.6. Treće mjerenje - koštice maslina ............................................................................ 21

Dijagram 3.7. Prvo mjerenje - lješnjak ......................................................................................... 23

Dijagram 3.8. Drugo mjerenje - lješnjak ....................................................................................... 26

Dijagram 3.9. Treće mjerenje - lješnjak ........................................................................................ 26

Dijagram 3.10. Prvo mjerenje - orah ............................................................................................. 28

Dijagram 3.11. Drugo mjerenje – orah ......................................................................................... 31

Dijagram 3.12. Treće mjerenje - orah ........................................................................................... 31

Dijagram 3.13. Prvo mjerenje - pistacije ....................................................................................... 33

Dijagram 3.14. Drugo mjerenje – pistacije ................................................................................... 35


43

Documents

SVEUČILIŠTE U RIJECI TEHNIČKI FAKULTET - bib.irb.hr · PDF file3 Remenski prijenos miješalice 4 Remenica miješalice 5 Ležaj miješalice 6 Žica za paljenje 7 Osovina miješalice