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煤質化驗儀器定容量熱儀的工作原理

來源:鶴壁市藍博儀器儀表有限公司   2022年06月15日 14:57  

基本概念:

發熱量的定義:單位質量的煤*燃燒時所放出的熱量,稱為煤的發熱量。其測定結果以MJ/kg表示。

1MJ/kg = 103J/g

1cal(20℃) = 4.1816 J

1 Btu = 1055.06 J = 252.3 cal

1 Btu/lb = 0.556cal/g = 2.326 J/g

彈筒發熱量:單位質量的試樣在充有過量氧氣的氧彈內燃燒,其燃燒物組成為氧氣、氮氣、二氧化碳、硝酸和硫酸、液態水以及固態灰時放出的熱量,稱為彈筒發熱量。

恒容高位發熱量:單位質量的試樣在充有過量氧氣的氧彈內燃燒,其燃燒物組成為氧氣、氮氣、二氧化碳、二氧化硫、液態水以及固態灰時放出的熱量,稱為恒容高位發熱量。

高位發熱量由彈筒發熱量減去硝酸和硫酸校正熱后得到的發熱量。

恒容低位發熱量:單位質量的試樣在充有過量氧氣的氧彈內燃燒,其燃燒物組成為氧氣、氮氣、二氧化碳、二氧化硫、氣態水以及固態灰時放出的熱量,稱為恒容低位發熱量。

低位發熱量是高位發熱量減去水(煤中原有的水和煤中氫燃燒生成的水)的氣化熱后得到的發熱量。

有效熱容量:量熱系統在試驗條件下溫度上升1K所需的熱量稱為熱量計的有效熱容量(以下簡稱熱容量),以J/K表示。

量熱系統:在發熱量測定的過程中,試樣放出的熱量所能達到的各個部件。除了內筒水外,還包括外筒、氧彈及攪拌器感溫探頭浸在水中的部分。

基本原理:

本儀器采用恒溫式外筒,氧彈置于內筒水中,將一定的試樣置于密封的氧彈中,在充足的氧氣條件下,令試樣*燃燒,試樣燃燒所放出的熱量被氧彈周圍一定的水所吸收。其水的溫升與試樣放出的熱量成正比。
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在恒溫式量熱儀測定發熱量的過程中,它的內外筒的水溫總是存在一定的溫差,此溫差隨著時間的改變而改變,為了消除內外筒的熱交換對溫升的影響,必須對內筒溫升加上一校正值,稱之為冷卻校正,用符號C表示。

考慮到冷卻校正,則發熱量計算公式應為:

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煤的發熱量的高低,主要取決于煤中可燃物質的化學組成,同時也與燃燒條件有關。根據不同的燃燒條件,可以將煤的發熱量分為彈筒、高位、低位發熱量。彈筒發熱量要高于煤在實際燃燒時發出的熱量,電廠在評價煤的質量時多采用高位發熱量,在標準煤耗的計算中,以低位發熱量作為計算依據。

對于同一臺量熱儀來說,當內筒水量、溫度計與攪拌器的浸沒深度以及環境溫度等試驗條件確定時,其熱容量E為一常數。從熱容量的定義有:

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根據上式用已知發熱量的物質(苯甲酸)燃燒或電加熱,再測出溫升,便可求出熱容量E。式中已經考慮冷卻校正值。


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