量熱儀測(cè)量煤炭的方法及定義
發(fā)布時(shí)間：2013-12-11 點(diǎn)擊次數(shù)：1210次這是XDLR-8量熱儀做發(fā)熱量的國(guó)家規(guī)范。本規(guī)范規(guī)則了煤的高位發(fā)熱量的測(cè)定辦法和低位發(fā)熱量的計(jì)算辦法，適用于泥炭、褐煤、煙煤、無(wú)煙煤和炭質(zhì)頁(yè)巖的發(fā)熱量測(cè)定。
1 界說(shuō)
1.1 熱量單位
熱量的單位為J〔焦(耳)〕。1J〔焦(耳)〕=1N·m(牛頓·米)=107erg(爾格)。中國(guó)曩昔慣用的熱量單位為20℃卡，以下簡(jiǎn)稱卡(cal)。
1cal(20℃)=4.1816J。
1.2 發(fā)熱量的表明辦法
發(fā)熱量測(cè)定成果以kJ/g(千焦/克)或MJ/kg(兆焦/千克)表明。
1.2.1 彈筒發(fā)熱量
在氧彈中，在有過(guò)剩的氧的狀況下〔氧氣初始?jí)毫?.6～3.0MPa(26～30atm)〕，焚燒單位質(zhì)量的試樣所發(fā)生的熱量稱為彈筒發(fā)熱量。焚燒產(chǎn)品為二氧化碳、硫酸、硝酸、呈液態(tài)的水和固態(tài)的灰。
注：任何物質(zhì)(包含煤)的焚燒熱，隨焚燒產(chǎn)品的結(jié)尾溫度而改動(dòng)，溫度越高，焚燒熱越低。因而，一個(gè)嚴(yán)密的發(fā)熱量界說(shuō)，應(yīng)對(duì)燒燒產(chǎn)品的溫度有所規(guī)則。但在實(shí)踐測(cè)定發(fā)熱量時(shí)，由于具體條件的約束，把結(jié)尾溫度限定在一個(gè)特定的溫度或一個(gè)很窄的規(guī)模內(nèi)都是不現(xiàn)實(shí)的。溫度每升高1K，煤和苯甲酸的焚燒熱約下降0.4～1.3J/g。當(dāng)按規(guī)則在附近的溫度下標(biāo)定熱容量和測(cè)定發(fā)熱量時(shí)，溫度對(duì)焚燒熱的影響可近于徹底抵銷，而無(wú)需加以思考煤炭化驗(yàn)設(shè)備。
1.2.2 恒容高位發(fā)熱量
煤在工業(yè)設(shè)備的實(shí)踐焚燒中，硫只生成二氧化硫，氮?jiǎng)t變成游離氮，這是同氧彈中的狀況不一樣的。由彈筒發(fā)熱量減掉稀硫酸生成熱和二氧化硫生成熱之差以及稀硝酸的生成熱，得出的即是高位發(fā)熱量。由于彈筒發(fā)熱量的測(cè)定是在穩(wěn)定容積(即彈筒的容積)下進(jìn)行的，由此算出的高位發(fā)熱量也相應(yīng)地稱為恒容高位發(fā)熱量，它比工業(yè)上的恒壓(即大氣壓力)狀況下的發(fā)熱量約低8～16J/g，通常可忽略不計(jì)。
1.2.3 恒容低位發(fā)熱量
工業(yè)焚燒與氧彈中焚燒的另一個(gè)不一樣的條件是：在前一狀況下悉數(shù)水(包含焚燒生成的水和煤華夏有的水)呈蒸汽狀況隨焚燒廢氣排出，煤炭化驗(yàn)儀器在后一狀況下水蒸氣凝結(jié)成液體。由恒容高位發(fā)熱量減掉水的蒸發(fā)熱，得出的即是恒容低位發(fā)熱量。
1.3 熱容量
量熱體系在實(shí)驗(yàn)條件下溫度上升1K 所需的熱量稱為熱量計(jì)的熱容量，習(xí)慣上也叫做水當(dāng)量，以J/K(或cal/℃)表明。
2 實(shí)驗(yàn)室條件
2.1 實(shí)驗(yàn)室應(yīng)設(shè)在一獨(dú)自房間，不得在同一房間內(nèi)一起進(jìn)行其他實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。
2.2 室溫應(yīng)盡量堅(jiān)持穩(wěn)定，每次測(cè)定室溫改變不該超越1K，通常室溫以不超出15～35℃規(guī)模為宜。
2.3 室內(nèi)應(yīng)無(wú)激烈的空氣對(duì)流，因而不該有激烈的熱源和電扇等，實(shí)驗(yàn)進(jìn)程中應(yīng)防止敞開門窗。
2.4 實(shí)驗(yàn)室最佳朝北，以防止陽(yáng)光照耀，不然熱量計(jì)應(yīng)放在不受陽(yáng)光直射的當(dāng)?shù)亍?/p>
3 儀器設(shè)備
3.1 熱量計(jì)
通用的熱量計(jì)有兩種：恒溫式和絕熱式。煤質(zhì)分析儀器它們的差別只在于外筒及隸屬的主動(dòng)控溫設(shè)備，其余部分無(wú)顯著差異。熱量計(jì)包含以下主件和附件：
3.1.1 氧彈
由耐熱、耐腐蝕的鎳鉻或鎳鉻鉬合金鋼制成，需求具有三個(gè)主要性能：a.不受焚燒進(jìn)程中呈現(xiàn)的高溫文腐蝕性產(chǎn)品的影響而發(fā)生熱效應(yīng)；
b.能接受充氧壓力和焚燒進(jìn)程中發(fā)生的瞬時(shí)高壓；c.實(shí)驗(yàn)進(jìn)程中能堅(jiān)持徹底氣密。
彈筒容積為250～350mL，彈蓋上應(yīng)裝有供充氧和排氣的閥門以及焚燒電源的接線電極。新氧彈和新?lián)Q部件(杯體、彈蓋、銜接環(huán))的氧彈應(yīng)經(jīng)15.0MPa(150atm)的水壓實(shí)驗(yàn)，證明無(wú)問(wèn)題后方能運(yùn)用。此外，應(yīng)常常注意調(diào)查與氧彈強(qiáng)度有關(guān)的布局，如杯體和銜接環(huán)的螺紋、氧氣閥和電極同彈蓋的銜接處等，如發(fā)現(xiàn)明顯磨損或松動(dòng)，應(yīng)進(jìn)行修補(bǔ)，并經(jīng)水壓實(shí)驗(yàn)后再用。
別的，還應(yīng)定時(shí)對(duì)氧彈進(jìn)行水壓實(shí)驗(yàn)煤質(zhì)分析儀器，每次水壓實(shí)驗(yàn)后，氧彈的運(yùn)用時(shí)刻不得超越一年。
3.1.2 內(nèi)筒
用紫銅、黃銅或不銹鋼制成，斷面可為圓形、菱形或其他恰當(dāng)形狀。筒內(nèi)裝水2000～3000mL，以能浸沒氧彈(進(jìn)、出氣閥和電極在外)為準(zhǔn)。
內(nèi)筒外面應(yīng)電鍍拋光，以削減與外筒間的輻射效果。
3.1.3 外筒
為金屬制成的雙壁容器，并有上蓋。外壁為圓形，內(nèi)壁形狀則依內(nèi)筒的形狀而定，原則上要堅(jiān)持兩者之間有10～12mm 的距離，外筒底部有絕緣支架，以便放置內(nèi)筒。
a.恒溫式外筒：恒溫式熱量計(jì)裝備恒溫式外筒。煤質(zhì)化驗(yàn)設(shè)備盛滿水的外筒的熱容量應(yīng)不小于熱量計(jì)熱容量的5 倍，以便堅(jiān)持實(shí)驗(yàn)進(jìn)程中外筒溫度根本穩(wěn)定。外筒外面可加絕緣保護(hù)層，以削減室溫動(dòng)搖的影響。用于外筒的溫度計(jì)應(yīng)有0.1K 的最小分度值。
b.絕熱式外筒：絕熱式熱量計(jì)裝備絕熱式外筒，外筒中裝有電加熱器，經(jīng)過(guò)主動(dòng)控溫設(shè)備，外筒中的水溫能嚴(yán)密盯梢內(nèi)筒的溫度。外筒中的水還應(yīng)在特制的雙層上蓋中循環(huán)。主動(dòng)控制設(shè)備的靈敏度，應(yīng)能到達(dá)使焚燒前和結(jié)尾后內(nèi)筒溫度堅(jiān)持穩(wěn)定(5min 內(nèi)溫度改變不超越0.002K)；在一次實(shí)驗(yàn)的升溫進(jìn)程中，表里筒間的熱交換量應(yīng)不超越20J。
3.1.4 拌和器
螺旋槳式，轉(zhuǎn)速400～600r min 為宜，并應(yīng)堅(jiān)持穩(wěn)定。拌和功率應(yīng)能使熱容量標(biāo)定中由焚燒到結(jié)尾的時(shí)刻不超越10min，一起又要防止發(fā)生過(guò)多的拌和熱(當(dāng)內(nèi)、外筒溫度和室溫共同時(shí)，接連拌和10min 所發(fā)生的熱量不該超越120J)。
這是做發(fā)熱量的通常規(guī)則
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