当前位置:文档之家› 量热仪基础知识

量热仪基础知识


当要测某种可燃物质的热值时,只需将一定量 的该物质置于量热体系中燃烧,测出量热体系 的温升值,即可算出该物质的热值。
如:1g未知热值的煤在量热体系中燃烧后使量热体系 升高了2℃,则该煤样的热值为 (10000J/℃×2℃)/1g=20000J/g; 若升高2.5℃,则该煤样的热值为 (10000J/℃×2.5℃)/1g=25000J/g。
3 温度单位
开尔文(K)是热力学温标的温度单位,是 统一的法定计量单位。
它的定义是以水的三相点为基点,该点温度 为273.16K,即热力学温度的1开尔文等于 水的三相点热力学温度的1/273.16。
摄氏温度(℃)不是法定计量单位,不过目 前还允许使用。
4 量热体系
量热体系是指热容量标定和发热量测试过 程中,试样放出的热量所能达到的各个部 件。它们包括内筒中的水、内筒、氧弹及 搅拌器、温度计(感温探头)浸没水中的 部分等。
煤质化验设备基础知识--量热仪
主要内容
1、量热仪概况 2、量热仪的用途 3、量热仪原理
量热仪概况
目前国内使用的量热仪除国产的外,还有 美国LECO公司、PARR公司和德国IKA 公司等多家外国公司生产的 。
从结构不同可分为恒温式、绝热式和双干 式(此种原则上应属于恒温式)
目前国内市场根据外桶结构的不同又分为静 态式(其容量较大,可装20kg左右水,但 没有加热、制冷装置)和自动控温式(有加 热、制冷装置可自动控温)
E Q m q1 qn Q m q1 qn
(tn t0 ) C
C
其中:E——热容量
J/K或J/℃
Q——苯甲酸热值 J/g
m——苯甲酸质量 g
to——点火时内筒水温 ℃
tn——终点时内筒水温 ℃
q1——点火丝热量 J
qn——硝酸生成热 J
C——冷却校正值 ℃
△——主期温升

7 热容量的标定
历史上曾经用卡(cal)作为热量单位。 1卡是指1g纯水在标准大气压下升高1℃ 时所需要的热量。由于水的比热是随着温
度变化而变化的,1g纯水在标准大气压 下在不同的温度条件下升高1℃所需的热 量并不相同。
单位质量的物质完全燃烧时所放出的热量, 称为该物质的发热量(或称热值),以焦 /克(J/g)或兆焦/千克(MJ/kg)表 示。1MJ/kg=1000J/g。
因为卡(cal)作为热量的单位已经废除, 所以过去常用的发热量单位卡/克 (cal/g)或千卡/千克(kcal/kg)也 同时被废除。
➢ 为了照顾一部分从事煤质化验时间较久习 惯,我们在相关软件中将结果中的焦/克 乘以20℃卡的换算系数4.1816转换成卡/ 克,而用括号括起来,这种数据只能作参 考,不能作正式报告的依据,因为不能保 证是在20℃时得出的数据,所以会有误 差。
热容量和比热是两个不同的概念,热容量 是指量热体系温度升高1℃所吸收的热量, 而比热是指1g物质温度升高1℃所吸收的 热量。
6 量热仪的原理
量热仪的测试原理是用一种已知热值的物 质(通常用标准物质苯甲酸),测量整个量 热体系温度升高1℃所需的热量,即测得量 热仪的热容量。
举个例子
如:已知苯甲酸的热值为26500J/g,燃烧 1g的苯甲酸可使量热体系升高2.65℃, 则该量热仪的热容量为(26500J/g×1g) /2.65℃=10000J/℃
5 热容量
量热体系温度升高1℃时所吸收的热量,称为 量热仪的热容量,用E表示,单位为J/℃或 J/K。对一台量热仪而言,当内筒水量、内筒、 氧弹及搅拌器、温度计(感温探头)浸没深度 以及环境温度等实验条件确定时,热容量E是 一个确定值。当上述条件中的任一个改变后都 会引起热容量的改变。例如改变了内筒的水量, 改变了环境温度等都会引起热容量的变化。
为了标定一台量热仪的热容量,先要选择一种已 知热值的物质,现在常用的是一种由权威机构已 经定值的叫做苯甲酸的标准物质,其分子式为 C6H5COOH。它是目前国际公认的唯一的标 定热容量的标准物质。
它具有以下优点: a、易于纯化。 b、吸湿性低。 c、常温下挥发性低。 d、压实的苯甲酸易完全燃烧,其发热量接近煤的 发热量,约26425~26525J/左右(每批略有 不同)。
在标定热容量时,量热体系除了从苯甲酸燃烧获得 热量外还可从帮助点燃苯甲酸的点火丝获得热量, 记作q1。
由于氧弹中有氮气,在高温、高压条件下,生成硝 酸,这部分热量称为硝酸生成热,记作qn。
实验过程中,内、外桶之间有温差,会产生热的交 换,需要进行校正,称为冷却校正,记作C,所以 完整的热容量计算公式应为:
量热仪的用途
量热仪主要用来测定各种固态、液态可燃 物质的热值。如:测定煤、石油、食品、 饲料、炸药、水泥生料等的热值。
量热仪也可配合其它装置用来测煤中的硫 (称弹筒硫)、煤中的氯、煤中的灰分等。
量热仪目前尚不能用来测定气态可燃物质 (如:液化气、煤气、天然气等)的热值。
量热仪是用来测定燃料发热量的专用仪器, 是国家规定的强制性计量检定仪器。其中燃 料煤的发热量不但是火电厂进煤的计价依据, 也是火电厂计算标准煤耗的主要参数,因而 煤的发热量的测定,是煤质检验的重点项目 之一。
我矿化验室配置的量热仪为长沙开元公司生 产的5E-AC3自动量热仪、5E-KC4快速量 热仪。
➢ 我矿化验室使用的量热仪
量热仪ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ原理
1 热量
物质运动产生能量。随着物质运动方式的 不同,所产生的能量也有多种形式,如电 能、光能、机械能、核能等。
能量的传递过程称为做功。如不通过做功 而传递的能量,则称为热量。故能量、功、 热量三者之间有着密切的关系。它们的概 念虽则不同,但可用一个统一的单位来表 示,这就是焦耳,简称焦(J)。
目前大量使用的单头氧弹,内腔容积约 300ml左右,也有少数厂家生产内腔容积 180mL、200ml、250ml和350ml的。
外桶形状大都采用圆形。 内筒水定量的方式,早期量热仪是采取称
量的方式。国外从上世纪七十年代,国内 从九十年代中期开始采用自动定量的方式。 自动定量的方式也有多种方式,有利用连 通器原理的自动平衡式,有探针式,有虹 吸式,还有量杯式等。 读温的方式有早期的贝克曼温度计,也有 现在普遍采用的铂金探头,也有少数采用 晶振方式的。
相关主题