煤的发热量

•1牛顿的力在力的方向上通过1米的距离所作的功为1焦耳. • 1焦耳=1牛顿*米, 单位为 J/g 或MJ/kg

• 卡---1卡等于将1克纯水温度升高1度所需要的热量

•,由于水的比热随温度的变化而有所不同,即1克水在不同温度下升高1度所需热量不同,所以用卡作热量单位时必须注意是什么温度下定义.常用的是20度卡, 1卡(20℃)=4.1816焦耳,

•弹筒发热量---单位质量的试样在充有过量氧气的氧弹内进行燃烧,其燃烧产物组成为氧气.氮气.二氧化碳.硝酸和硫酸,液态水.固态灰时放出的热量称为弹筒发热量

•高位发热量=弹筒发热量-硝酸形成热-硫酸校正热(硫酸与二氧化硫形成热之差) •低位发热量=高位发热量—煤中水分(煤中原有的水和煤中氢燃烧生成的水)汽化热 •弹筒 煤+O2=O2+N2+CO2+HNO3+H2SO4+H2O液态+灰+热量 •高位 煤+O2=O2+N2+CO2+SO2+H2O液态+灰+热量 •低位 煤+O2=O2+N2+CO2+SO2+H2O气态+灰+热量

煤的发热量测定方法 •2 、 试验室条件

•2.1 单独房间,不同时进行其它试验.

•2.2 室温相对稳定(15-30),每次测定室温变化不超过1度 •2.3 室内无强烈空气对流,无明显热源和冷源 •2.4 房间最好朝北,热量仪要避免阳光直射 •3 、 热量计

•由燃烧氧弹.内筒.外筒.搅拌器.温度传感器和试样点火装置.温度测量和控制系统以及水构成. •通用热量计有两种,恒温式和绝热式,它们的量热系统被包围在充满水的双层夹套(外筒)中,它们的差别只在于外筒及附属的控温装置,其它部分无明显区别.

•自动氧弹量热计在原理,设计和构造上要符合国标要求.并且规定:

•每次试验中必须详细给出规定的参数: 温升.冷却校正值.热容量.样品质量.点火热及其它附加热.由此进行的所有计算都能人工验证,所用的计算公式要在仪器说明书中注明,点火热等要明确. 煤的发热量测定方法

•4 、 热量计的精密度和准确度:

•精密度---5次苯甲酸测试结果的相对标准差不大于0.20 %,

•准确度---标准煤样测试结果与标准值之差都在不确定度范围内,(或者用苯甲酸作为样品进行5次发热量测定,其平均值与标准热值之差不超过50. J/g). •5 、 氧弹---7.1.2.a.b.c

•注意事项—氧弹应定期进行水压试验

•多个氧弹同时使用时,不允许部件互相调换使用. • 6 、 外筒 7.1.4

•恒温式外筒---自动控温的外筒在整个试验过程中,外筒水温变化要控制在±0.1k之内; 非自动控温式外筒盛满水后热容量应不小于热量计热容量的5倍,以便保持外筒水温在试验过程中基本恒定.

煤的发热量测定方法

•绝热式外筒---外筒中装有加热装置,及自动控温装置,使外筒水温紧密跟踪内筒水温变化,冷却校正值为零.

•7、 搅拌器--- 7.1.5 搅拌效率.搅拌热

•测热温度计---发热量实际上是通过测定内筒水温温升计算出来的,测准水的温升至关重要,温度计要有0.001k的准确的分辩率.目前通用的自动量热仪采用数显温度计,它的测温元件是对温度

有敏感作用的铂电阻,温度的微小变化就可引起铂电阻阻值的变化.使用中要注意:1探头是玻璃的易碎,要防止碰破,进水后会使测值不准

•2铂电阻是电器元件,对温度有一定的线性使用范围.标定时室温与测定时相差较大时要重标热容量,以抵消测温误差.

•3 微机---微机和测温探头一套,内带自动点火装置,具有自动测试.冷却校正计算和结果计算.打印输出等功能.

•8 、 附属设备--- 7.2 •

煤的发热量测定方法 第二节 测定步骤

•发热量的测定由两个独立的试验组成---热容量标定和试样燃烧试验 •试验过程分为初期.主期和未期.

•初.未期的作用---是为了确定热量计的热交换特性,对热量计主期内外筒之间的热交换进行校正. •2.1测定操作注意事项:

• 称样—称样量0.9-1.1.易飞溅样.不易燃烧样如何处理

•充氧—氧弹漏气的检查,充氧压力范围 充氧时间 超过3.3MPa时的处理,钢瓶压力低于5.0和低于4.0时如何处理.

•内筒水量—内筒水的热容量在整个仪器的热容量中占有很大的比重,水量最好是用称重法确定,标定和测试时要一致,相差 < 1克,现自动充水多采用定容法,由于水的比热较大,如定容不准,易造成

煤的发热量测定方法

•热值偏差.如内筒水量相差5克的变化,会产生21 J/K的变化.最好有恒温水槽或经常进行温度校正.

•点火---安全,温度曲线的变化,主期时间(8-10分),试验后检查. •结果处理 ---注意核对录入结果,确定无误后报出结果. •2.2 测定结果的计算

•2.2.1温度校正—玻璃温度计应根据检定证书对点火温度和终点温度进行校正.(计算公式中的 h0 和hn).铂电阻也应在安装前进行检查并进行校正. •2.2.2冷却校正值C 的计算:

•恒温热量计的内筒在试验过程中与外筒之间始终发生热交换,由吸热—放热,且放热>吸热,故测出的热值是偏低的,对它的校正称为冷却校正.

•根据牛顿冷却定律---一个物体的冷却速度与该物体的温度及所处的环境温度成正比---对热量计来说,还要考虑搅拌热等.

煤的发热量测定方法

•热量计由内外筒温差.搅拌热.蒸发热共同影响的内筒温度下降速度符合下式: v = k (t-tj)+A

•v---内筒温度下降速度, K/min •t---内筒温度, K •tj---外筒温度,K •k---冷却常数,/min •A---综合常数,Kmin

•由上式,只要知道温差 t0-tj 和 tn-tj ,就可计算出相应的v0 和vn, 由于点火后内筒温度不断上升,温差不断在变,每一时间点上v都不同.总的影响是使内筒温度下降,这一下降度数被称为冷却校正值,用C来表示. 对绝热式, C等于零. 对恒温式,每次试验都要计算出C并加在主期内筒温度的上升度数上.过去采用近似公式计算 C=(n-a)Vn + aV0 见P 8中的公式(4) •它要求至少每分钟读取一次t ,现在的计算机已达到数秒读取一次,

煤的发热量测定方法

•C的计算采用目前公认最准确的冷却校正值计算公式--瑞-方公式. 公式(5), 它要求从点火到终点,至少每分钟读温一次.

•2.2.3 点火热的校正---9.2 点火丝热值及电能热

•点火丝放出热量的计算---点火丝的实际消耗量*点火丝的燃烧热

•例如取20根90mm长的镍铬丝,称得总重量为0.1667g,测定热值后,残余量为20mm,已知镍铬丝的燃烧热为6000J/g,求每根点火丝放出的热量. •解; 一根点火丝放出的热值=6000*0.1667/20=50J • 本次实际放出热值=50*90-20/90=39J

•例如 用棉线点火时,要算出每根棉线点火热方法是：剪取一定数量同样长度的棉线,称出质量,求出总热值和每一根棉线的热值。 •电能产生的热值=电压×电流×时间

煤的发热量测定方法

•2.2.4弹筒及高位发热量的计算式(6) •对自动量热仪提供的参数可进行验证. •Qb,ad = (E×(tn-t0+c)－(q1+q2))÷m •第三节 热容量和仪器常数的标定 •3.1 苯甲酸的预处理

•3.2测定及相关计算 1 •3.3 标定要求10.9

•3.3.1 进行5次重复试验并计算出平均值,不允许随意舍弃 •3.3.2 相对标准差不应超过 0.20 % , 计算参见附录A •3.3.3 使用新热量计前,要确定热容量的有效工作范围, •方法10.9及附录A

•3.3.4 热容量的标定有效期,哪些情况下要重标 10.10

•3.3.5 如量热系统无明显改变,与上次热容量之差要小于 0.25 % •对自动量热仪,以上计算都由计算机进行,但我们对原理必须清楚

煤的发热量测定方法

•第四节 发热量测定的重复性和再现性 低位发热量的计算及各种基准热值的换算 13.1 •Qnet,v,ar =(Qgr,v,ad-206Had)100-Mar/100-Mad-23Mar •与原标准相比,增加了—

•1. 恒压低位发热量的计算 13.2

•Qnet,p,ar =【Qgr,v,ad -212Had-0.8(Oad+Nad)】100-Mar/100-Mad • -24.4Mar

•(Oad+Nad) = 100-Mad-Aad-Cad-Had-St,ad

•2.增加低位发热量基的换算 要求熟练掌握各种基的换算. •Qnet,v,M = (Qgr,v,ad –206Had)*100-M /100-Mad –23M

•空气干燥基 M = Mad , Qnet,v,M = (Qgr,v,ad –206Had)–23Mad •干燥基 M = 0, Qnet,v,M = (Qgr,v,ad –206Had)*100 /100-Mad •收到基 M = Mar, Qnet,v,M = (Qgr,v,ad-206Had)100-Mar/100-Mad • -23Mar