1. Měření analyzátorem spalin HORIBA PG-250C: Výfukové plyny Zadání: Změř složení vzorku výfukového plynu automobilu a srovnej podle tabulek, zda v měřených parametrech složení vyhoví současné normě. Pomůcky a vybavení: analyzátor plynů HORIBA PG-250C, kalibrační plyny a vybavení, digestoř, plastový pytel na vzorek výfukového plynu Postup: 1. Zajisti vzorky výfukových plynů o objemu nejméně 6 l (jímat do plastového pytle) 2. Zapni přístroj PG-250C. Počkej, až se přístroj nahřeje a vyfoukne kondenzát. 3. Proveď kalibraci přístroje dle uživatelského manuálu str. 25. 4. Změř složení 5 složek (NOX, SO2, CO, CO2, O2) vzorku plynu v plastovém pytli. Podrobný postup měření je popsán v manuálu na str. 30. Analyzátor automaticky měřený plyn nasává. 5. Změřené hodnoty zapiš a vyhodnoť. Bezpečnost: Měření prováděj v digestoři v chemické laboratoři. V případě úniku plynů mimo digestoř místnost vyvětrej! Naměřené výsledky: Číslo druh paliva: značka a stáří měření automobilu: datum poslední STK: NOX SO2 CO CO2 O2 1 2 3 Závěr:
Poznámky a komentáře: Při posuzování emisí škodlivin produkovaných automobily rozlišujeme mezi pohonnými jednotkami, mezi zážehovým motorem a motorem vznětovým, jejichž exhalace jsou výrazně odlišné. Zážehové motory pracují tak, že směs paliva a vzduchu se nasaje do pracovního válce, kde je stlačena a poté zapálena elektrickou jiskrou. Podle způsobu přípravy palivové směsi se vzduchem rozlišujeme motory karburační, kde se směs připravuje při plnění válce a vstřikovací, kde se palivo vstřikuje do komprimovaného vzduchu ve válci, obvykle na začátku komprese. Teoreticky potřebné množství vzduchu pro tyto motory je podle složení paliva 14,5 až 15 kg na jeden kg paliva. V tabulce je uvedena průměrná hmotnostní bilance spalování: Vzhledem k nedokonalosti spalování se musí použít určitý přebytek vzduchu, nejméně 20 %. Následkem nedokonalého spalování obsahují výfukové plyny zbytky nespálených uhlovodíků a oxid uhelnatý. Přebytek vzduchu pak má za následek vznik produktů oxidačních reakcí, hlavně oxidů dusíku. Vysoká teplota a tlak při spalování vytvářejí podmínky pro tvorbu některých dalších škodlivin vedlejšími reakcemi, např. polycyklických uhlovodíků a sazí. V případě použití olovnatého benzinu, jehož oktanové číslo bylo zvýšeno přídavkem tetraethylolova, je součástí emisí i olovo. Vznětové motory nemají karburátor ani elektrickou iniciaci spalování. Zapálení paliva se dosahuje jeho vstřikováním do stlačeného vzduchu, jehož teplota je v důsledku adiabatické komprese tak vysoká, že převyšuje mez zápalnosti motorové nafty. Vznětové motory pracují s podstatně vyšším přebytkem vzduchu (až 600 %), než zážehové. Důsledkem toho je spalování dokonalejší a z hlediska emise škodlivin v mnohých ohledech lepší. Vysoká teplota a velký přebytek vzduchu má však za následek zvýšenou tvorbu oxidů dusíku. Typické pracovní režimy a charakteristické složení výfukových plynů uvádějí následující tabulky.
Skutečné emise škodlivin závisejí jednak na stavu a seřízení motoru, jednak na pracovním režimu. Režim spalování je závislý na zatížení motoru, proto jsou velké rozdíly mezi emisí při volnoběhu, akceleraci a brzdění motorem. Z těchto důvodů se zkouška exhalací motorových vozidel podle normy provádí v přesně definovaném pracovním cyklu motoru, včetně studeného startu, který simuluje průměrný jízdní rytmus vozidla na městské komunikaci.
2. Měření analyzátorem spalin HORIBA PG-250C: Složení dřevoplynu Zadání: Změř složení dřevoplynu, který se uvolňuje při pyrolýze v dřevoplynových kamnech. Pomůcky a vybavení: analyzátor plynů HORIBA PG-250C, kalibrační plyny a vybavení, digestoř, dřevoplynová kamna profesionální výroby <www.woodgasstove.org> nebo svépomocně vyrobené z plechovek <http://goo.gl/gdr3s>. Postup: 1. Zajisti vzorek cca 300 g suché biomasy (např. hobliny smrkového dřeva, skořápky vlašských ořechů). Nasyp biomasu do kamen tak, aby nedošlo k ucpání horních vnitřních otvorů (trysek). Kamna umísti do digestoře. 2. Zapni přístroj PG-250C. Počkej, až se přístroj nahřeje a vyfoukne kondenzát. 3. Proveď kalibraci přístroje dle uživatelského manuálu str. 25. 4. Zapni odsávání v digestoři. Zapal povrch biomasy v kamnech (s pomocí lampového oleje) a vyčkej, až se vytvoří dostatečná žhavá vrstva. Jakmile začnou z trysek šlehat plameny, proces pyrolýzy byl nastartován. 5. Zhas plamen (sfouknutím nebo zakrytím) a z kamen začne odcházet hustý kouř dřevoplyn. 6. Zahaj vlastní měření při kontinuálním odběru vzorku. Analyzátor automaticky nasává potřebné množství měřeného plynu hadicí, jejíž konec přidržíme v kouři. 7. Po ukončení měření vysyp obsah kamen do nehořlavé nádoby a zhas vodou. 8. Změřené hodnoty zapiš a vyhodnoť. Naměřené výsledky: Číslo druh paliva: měření NOX SO2 CO CO2 O2 1 2 3 Poznámky a komentáře: Závěr: Zdroje informací o biouhlu: <http://amper.ped.muni.cz/gw/uhel> Pracoviště pro analýzu spalin, chemická laboratoř KFCHOV, PdF MU
Obr. 1: Umístění digestoře (vlevo) a analyzátoru HORIBA PG-250C (vpravo). Obr. 2: PC pro zpracování dat z analyzátoru. Obr. 3: Zadní strana analyzátoru HORIBA PG-250C.