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煤质化验仪器定容量热仪的工作原理

时间:2022-06-14 09:16:15 来源:本站 作者:超级管理员

基本概念:

发热量的定义:单位质量的煤完全燃烧时所放出的热量,称为煤的发热量。其测定结果以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

弹筒发热量:单位质量的试样在充有过量氧气的氧弹内燃烧,其燃烧物组成为氧气、氮气、二氧化碳、硝酸和硫酸、液态水以及固态灰时放出的热量,称为弹筒发热量。

恒容高位发热量:单位质量的试样在充有过量氧气的氧弹内燃烧,其燃烧物组成为氧气、氮气、二氧化碳、二氧化硫、液态水以及固态灰时放出的热量,称为恒容高位发热量。

高位发热量由弹筒发热量减去硝酸和硫酸校正热后得到的发热量。

恒容低位发热量:单位质量的试样在充有过量氧气的氧弹内燃烧,其燃烧物组成为氧气、氮气、二氧化碳、二氧化硫、气态水以及固态灰时放出的热量,称为恒容低位发热量。

低位发热量是高位发热量减去水(煤中原有的水和煤中氢燃烧生成的水)的气化热后得到的发热量。

有效热容量:量热系统在试验条件下温度上升1K所需的热量称为热量计的有效热容量(以下简称热容量),以J/K表示。

量热系统:在发热量测定的过程中,试样放出的热量所能达到的各个部件。除了内筒水外,还包括外筒、氧弹及搅拌器感温探头浸在水中的部分。

基本原理:

本仪器采用恒温式外筒,氧弹置于内筒水中,将一定的试样置于密封的氧弹中,在充足的氧气条件下,令试样完全燃烧,试样燃烧所放出的热量被氧弹周围一定的水所吸收。其水的温升与试样放出的热量成正比。
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在恒温式量热仪测定发热量的过程中,它的内外筒的水温总是存在一定的温差,此温差随着时间的改变而改变,为了消除内外筒的热交换对温升的影响,必须对内筒温升加上一校正值,称之为冷却校正,用符号C表示。

考虑到冷却校正,则发热量计算公式应为:

image.png

煤的发热量的高低,主要取决于煤中可燃物质的化学组成,同时也与燃烧条件有关。根据不同的燃烧条件,可以将煤的发热量分为弹筒、高位、低位发热量。弹筒发热量要高于煤在实际燃烧时发出的热量,电厂在评价煤的质量时多采用高位发热量,在标准煤耗的计算中,以低位发热量作为计算依据。

对于同一台量热仪来说,当内筒水量、温度计与搅拌器的浸没深度以及环境温度等试验条件确定时,其热容量E为一常数。从热容量的定义有:

image.png
根据上式用已知发热量的物质(苯甲酸)燃烧或电加热,再测出温升,便可求出热容量E。式中已经考虑冷却校正值。


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