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煤質(zhì)化驗(yàn)儀器定容量熱儀的工作原理

閱讀:666        發(fā)布時(shí)間:2022-6-15

基本概念:

發(fā)熱量的定義:單位質(zhì)量的煤*燃燒時(shí)所放出的熱量,稱為煤的發(fā)熱量。其測定結(jié)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(fā)熱量:單位質(zhì)量的試樣在充有過量氧氣的氧彈內(nèi)燃燒,其燃燒物組成為氧氣、氮?dú)?、二氧化碳、硝酸和硫酸、液態(tài)水以及固態(tài)灰時(shí)放出的熱量,稱為彈筒發(fā)熱量。

恒容高位發(fā)熱量:單位質(zhì)量的試樣在充有過量氧氣的氧彈內(nèi)燃燒,其燃燒物組成為氧氣、氮?dú)?、二氧化碳、二氧化硫、液態(tài)水以及固態(tài)灰時(shí)放出的熱量,稱為恒容高位發(fā)熱量。

高位發(fā)熱量由彈筒發(fā)熱量減去硝酸和硫酸校正熱后得到的發(fā)熱量。

恒容低位發(fā)熱量:單位質(zhì)量的試樣在充有過量氧氣的氧彈內(nèi)燃燒,其燃燒物組成為氧氣、氮?dú)?、二氧化碳、二氧化硫、氣態(tài)水以及固態(tài)灰時(shí)放出的熱量,稱為恒容低位發(fā)熱量。

低位發(fā)熱量是高位發(fā)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(fā)熱量。

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

量熱系統(tǒng):在發(fā)熱量測定的過程中,試樣放出的熱量所能達(dá)到的各個(gè)部件。除了內(nèi)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(nèi)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(fā)熱量的過程中,它的內(nèi)外筒的水溫總是存在一定的溫差,此溫差隨著時(shí)間的改變而改變,為了消除內(nèi)外筒的熱交換對溫升的影響,必須對內(nèi)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(fā)熱量計(jì)算公式應(yīng)為:

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煤的發(fā)熱量的高低,主要取決于煤中可燃物質(zhì)的化學(xué)組成,同時(shí)也與燃燒條件有關(guān)。根據(jù)不同的燃燒條件,可以將煤的發(fā)熱量分為彈筒、高位、低位發(fā)熱量。彈筒發(fā)熱量要高于煤在實(shí)際燃燒時(shí)發(fā)出的熱量,電廠在評價(jià)煤的質(zhì)量時(shí)多采用高位發(fā)熱量,在標(biāo)準(zhǔn)煤耗的計(jì)算中,以低位發(fā)熱量作為計(jì)算依據(jù)。

對于同一臺量熱儀來說,當(dāng)內(nèi)筒水量、溫度計(jì)與攪拌器的浸沒深度以及環(huán)境溫度等試驗(yàn)條件確定時(shí),其熱容量E為一常數(shù)。從熱容量的定義有:

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根據(jù)上式用已知發(fā)熱量的物質(zhì)(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(jīng)考慮冷卻校正值。


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