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【国家标准(GB)】 煤的发热量测定方法

本网站 发布时间: 2024-06-25 15:02:50
  • GB/T213-2008
  • 现行

基本信息

  • 标准号:

    GB/T 213-2008

  • 标准名称:

    煤的发热量测定方法

  • 标准类别:

    国家标准(GB)

  • 标准状态:

    现行
  • 发布日期:

    2008-07-29
  • 实施日期:

    2009-05-01
  • 出版语种:

    简体中文
  • 下载格式:

    .rar.pdf
  • 下载大小:

    1.23 MB

标准分类号

  • 标准ICS号:

    采矿和矿产品>>73.040煤
  • 中标分类号:

    矿业>>固体燃料矿>>D21煤炭分析方法

关联标准

出版信息

  • 出版社:

    中国标准出版社
  • 页数:

    28页
  • 标准价格:

    22.0 元
  • 出版日期:

    2009-05-01
  • 计划单号:

    20060658-T-603

其他信息

  • 首发日期:

    2002-10-18
  • 起草人:

    李英华、皮中原
  • 起草单位:

    煤炭科学研究总院煤炭分析实验室
  • 归口单位:

    全国煤炭标准化技术委员会
  • 提出单位:

    中国煤炭工业协会
  • 发布部门:

    中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 中国国家标准化管理委员会
  • 主管部门:

    中国煤炭工业协会
  • 相关标签:

    发热量 测定方法
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标准简介:

标准下载解压密码:www.bzxz.net

本标准代替GB/T 213-2003《煤的发热量测定方法》,并将GB/T 18856.6-2002《水煤浆质量试验方法 第6部分:水煤浆发热量测定方法》的内容纳入本标准。本标准规定了在用标准苯甲酸标定过的氧弹热量计中进行固体矿物燃料和水煤浆试样的恒容高位发热量的测定方法。本标准规定了用氧弹量热法测定煤的高位发热量的原理、试验条件、试剂和材料、仪器设备、测定步骤、测定结果的计算、热容量、仪器常数标定和方法精密度等,以及低位发热量的计算方法。本标准适用于泥炭、褐煤、烟煤、无烟煤、焦炭、碳质页岩等固体矿物燃料及水煤浆。本标准与GB/T 213-2003相比。主要变化如下:——增加了引言;——增加了适用于水煤浆;——增加了称取水煤浆试样的内容;——增加了无法观测主期内筒温度下降时的终点判断方法;——增加了称取水煤浆试样时恒容和恒压低位发热量计算公式;——增加了两个附录;——进行了适当的文字修改。 GB/T 213-2008 煤的发热量测定方法 GB/T213-2008

标准内容标准内容

部分标准内容:

ICS73.040
中华人民共和国国家标准
GB/T213—2008
代替GB/T213—2003,GB/T18856.6—2002煤的发热量测定方法
Determination of calorific value of coal(ISO 1928:1995,Solid mineral fuels-Determination ofgross calorific value by the bomb calorimetric method andcalculation of net calorific value,MOD)2008-07-29发布
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会
2009-05-01实施
GB/T213—2008
规范性引用文件
术语和定义
试验室条件
试剂和材料
仪器设备
测定步骤
测定结果的计算
热容量和仪器常数标定
结果的表述
方法的精密度
低位发热量的计算
各种不同基的煤的发热量换算
15试验报告
本标准章条编号与ISO1928:1995章条编号对照附录A(资料性附录)
附录B(资料性附录)
附录C(资料性附录)
本标准与ISO1928:1995的技术性差异及其原因氢氧化钡滴定法测定弹筒硫。
附录D(资料性附录)
附录E(规范性附录)
计算举例
元线性回归和标准差计算方法
GB/T213—2008
本标准修改采用ISO1928:1995固体矿物燃料——氧弹量热法高位发热量的测定和低位发热量的计算》(英文版)。
本标准根据ISO1928:1995(英文版)重新起草。在附录A中列出了本标准章条编号与ISO1928:1995章条编号的对照一览表。
考虑到我国国情,在采用ISO1928:1995时,本标准做了一些修改。有关技术性差异已编入正文中并在它们所涉及的条款的页边空白处用垂直单线标识。在附录B中给出了这些技术性差异及其原因的一览表以供参考。
本标准代替GB/T213—2003《煤的发热量测定方法》,并将GB/T18856.6—2002《水煤浆质量试验方法第6部分:水煤浆发热量测定方法》的内容纳人本标准。本标准与GB/T213一2003相比。主要变化如下:增加了引言;
增加了适用于水煤浆(本版的第1章);增加了称取水煤浆试样的内容(本版的8.2.2);-增加了无法观测主期内筒温度下降时的终点判断方法(本版的8.2.8);-增加了称取水煤浆试样时恒容和恒压低位发热量计算公式(本版的13.1和13.2);增加了对恒容和恒压低位发热量计算公式中常数项的解释(本版的公式13和公式15);增加了两个附录(本版的附录A和附录B):进行了适当的文字修改。
本标准的附录E为规范性附录,附录A、附录B、附录C和附录D为资料性附录。本标准由中国煤炭工业协会提出。本标准由全国煤炭标准化技术委员会归口。本标准起草单位:煤炭科学研究总院煤炭分析实验室。本标准主要起草人:李英华、皮中原。本标准所代替标准的历次版本发布情况为:-GB213--1963、GB213—1974、GB213—1979.GB213—1987GB/T213—1996、GB/T213—2003;
-GB/T18856.6—2002。
GB/T213—2008
本标准规定了在用标准苯甲酸标定过的氧弹热量计中进行固体矿物燃料和水煤浆试样的恒容高位发热量的测定方法。
用本方法得到的结果是分析试样的恒容高位发热量,燃烧产物中所有的水均为液态水。实际应用中,燃料是在恒压(大气压)状态下燃烧,水未冷凝而是作为水蒸气随烟道气排放。在这些条件下,有效燃烧热是恒压低位发热量。有时也用恒容低位发热量。本标准给出了两种低位发热量的计算公式。I
1范围
煤的发热量测定方法
GB/T213-—2008
本标准规定了用氧弹量热法测定煤的高位发热量的原理、试验条件、试剂和材料、仪器设备、测定步骤、测定结果的计算、热容量、仪器常数标定和方法精密度等,以及低位发热量的计算方法。本标准适用于泥炭、褐煤、烟煤、无烟煤、焦炭、碳质页岩等固体矿物燃料及水煤浆。2规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究:是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。GB/T211煤中全水分的测定方法(GB/T211—2007,ISO589:2003,NEQ)GB/T212
煤的工业分析方法(GB/T212--2008,ISO11722:1999,ISO1171:1997,ISO562:1998,NEQ)
GB/T214
煤中全硫的测定方法(GB/T214—2007,ISO334:1992,ISO351:1996,NEQ)GB/T476煤中碳和氢的测定方法(GB/T476—2008,ISO625:1996,SolidmineralfuelsDetermination ofcarbonand hydrogen-Liebigmethod,MOD)GB/T483煤炭分析试验方法一般规定(GB/T483—2007,ISO1213-2:1992Solidmineralfuels—Vocabulary-Part 2:Terms relating to sampling,testing and analysis, NEQ)GB/T19227煤中氮的测定方法(GB/T19227—2008,ISO333:1996,Coal--Determinationofni-trogen—Semi-micro Kjeldahl method,ISO/TS 11725: 2002,Solid mineral fuels-Determination of nitrogcn—Semi-microgasification,MOD)3术语和定义
下列术语和定义适用于本标准。3.1
热量单位heat unit
热量的单位为焦耳(J)。
焦耳(J)是1牛顿(N)的力使其作用点在力的方向上移动1m所作的功。1J=1N·m
发热量测定结果以兆焦每于克(MJ/kg)或焦耳每克(J/g)表示。3.2
弹筒发热量bombcalorificvalue单位质量的试样在充有过量氧气的氧弹内燃烧,其燃烧后的物质组成为氧气、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。注:任何物质(包括煤)的燃烧热,随燃烧产物的最终温度而改变,温度越高,燃烧热越低。因此,一个严密的发热盘定义,应对燃烧产物的最终温度(参比温度)有所规定(ISO1928规定的参比温度为25℃).但在实际发热量测定时,由于具体条件的限制,把燃烧产物的最终温度限定在一个特定的温度或一个很窄的范国内都是不现实的。温度每升高1K,煤和苯甲酸的燃烧热约降低(0.4~1.3)J/g。当按规定在相近的温度下标定热容量和测定发热量时,温度对燃烧热的影响可近于完全抵消,而无需加以考虑。1
GB/T213-—2008
恒容高位发热量grosscalorificvalueatconstantvolume单位质量的试样在充有过量氧气的氧弹内燃烧,其燃烧后的物质组成为氧气、氮气、二氧化碳、二氧化硫、液态水以及固态灰时放出的热量。恒容高位发热量即由弹筒发热量减去硝酸形成热和硫酸校正热后得到的发热量。3.4
恒容低位发热量netcalorificyalueatconstantvolume单位质量的试样在恒容条件下,在过量氧气中燃烧,其燃烧后的物质组成为氧气、氮气、二氧化碳、二氧化硫、气态水(假定压力为0.1MPa)以及固态灰时放出的热量。恒容低位发热量即由恒容高位发热量减去水(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。
恒压低位发热量netcalorificvalueatconstantpressure单位质量的试样在恒压条件下,在过量氧气中燃烧,其燃烧后的物质组成为氧气、氮气、二氧化碳、二氧化硫、气态水(假定压力为0.1MPa)以及固态灰时放出的热量。3.6
热量计的有效热容量effectiveheatcapacityof thecalorimeter量热系统产生单位温升所需的热量(简称热容量)。通常以焦耳每开尔文J/K)表示。4原理
4.1高位发热量
煤的发热量在氧弹热量计中进行测定。一定量的分析试样在氧弹热量计中,在充有过量氧气的氧弹内燃烧,热量计的热容量通过在相近条件下燃烧一定量的基准量热物苯甲酸来确定,根据试样燃烧前后量热系统产生的温升,并对点火热等附加热进行校正后即可求得试样的弹简发热量。从弹筒发热量中扣除硝酸形成热和硫酸校正热(氧弹反应中形成的水合硫酸与气态二氧化硫的形成热之差)即得高位发热量。
4.2低位发热量
煤的恒容低位发热量和恒压低位发热量可以通过分析试样的高位发热量计算。计算恒容低位发热量需要知道煤样中水分和氢的含量。原则上计算恒压低位发热量还需知道煤样中氧和氮的含。5试验室条件
进行发热量测定的试验室应满足以下条件:进行发热量测定的试验室,应为单独房间,不应在同一房间内同时进行其他试验项目;一室温应保持相对稳定,每次测定室温变化不应超过1℃,室温以在(15~30)℃范围为宜:一室内应无强烈的空气对流,因此不应有强烈的热源、冷源和风扇等,试验过程中应避免开启门窗;
试验室最好朝北,以避免阳光照射,否则热量计应放在不受阳光直射的地方。6试剂和材料
6.1氧气:至少99.5%纯度,不含可燃成分,不允许使用电解氧;压力足以使氧弹充氧至3.0MPa。6.2氢氧化钠标准溶液:c(NaOH)~0.1mol/L。称取优级纯氢氧化钠4g,溶解于1000mL经煮沸冷却后的水中,混合均匀,装人塑料瓶或塑料筒内,拧紧盖子。然后用优级纯苯二甲酸氢钾(GB/T1257)进行标定。2
6.3甲基红指示剂:2g/L。
称取0.2g甲基红,浴解在100mL水中。GB/T213—2008
6.4苯中酸:基准量热物质,二等或二等以上,其标准热值经权威计量机构确定或可以明确溯源到权威计量机构。
6.5点火丝:直径0.1mm左右的铂、铜、镍丝或其他已知热值的金属丝或棉线,如使用棉线,则应选用粗细均匀,不涂蜡的白棉线。各种点火丝点火时放出的热量如下:铁丝:6700J/g
镍铬丝:6000J/g
铜丝:2500J/g
棉线:17500J/g。
6.6点火导线:直径0.3mm左右的镍铬丝,6.7酸洗石棉绒:使用前在800℃下灼烧30min6.8擦镜纸:使用前先测出燃烧热:抽取(3~4)张纸,团紧,称准质量,放入燃烧Ⅲ中,然后按常规方法测定发热量。取三次结果的平均值作为擦镜纸热值。7仪器设备
7.1热量计
7.1.1总则
热量计是由燃烧氧弹、内简、外筒、搅拌器、水、温度传感器、试样点火装置、温度测量和控制系统构成。
通常热量计有两种,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的控温方式不同,其余部分无明显区别。无水热量计的内筒、搅拌器和水被一个金属块代替,氧弹为双层金属构成,其中嵌有温度传感器,氧弹本身组成了量热系统。
自动氧弹热量计原则上应按照本标准第7章和第8章中的原理和规定设计和构造,并按照第9章的规定计算分析试样的弹筒发热量和恒容高位发热量。发热量的结果应以焦耳每克/g)或兆焦每于克(MJ/kg)单位报出。
自动氧弹热量计在每次试验中应以打印或其他方式记录并给出详细的信息,如观测温升,冷却校正值(恒温式)、有效热容量、样品质量和样品编号、点火热和其他附加热等;以使操作人员可以对由此进行的所有计算都能进行人工验证,所用的计算公式应在仪器操作说明书中给出。计算中用到的附加热应清楚地确定,所用的点火热,副反应热的校正应该明确说明。本标准也允许使用其他非经典原理的氧弹热量计,只要它们的标定条件,标定试验和发热量测定时条件的相似性,试样质量与氧弹的容积之比、充氧压力、氧弹中加水量、以及测定的精密度和准确度等都符合本标准的基本要求。
热量计的精密度和准确度要求为,测试精密度:5次苯甲酸重复测定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50J/。计算中除燃烧不完全的结果外,所有的测试结果不应随意舍弃。
7.1.2氧弹
由耐热、耐腐蚀的镍铬或镍钼合金钢制成,需要具备三个主要性能:a)不受燃烧过程中出现的高温和腐蚀性产物的影响而产生热效应;b)能承受充氧压力和燃烧过程中产生的瞬时高压;试验过程中能保持完全气密。
GB/T213—2008
弹筒容积为(250~350)mL,弹头上应装有供充氧和排气的阀门以及点火电源的接线电极。新氧弹和新换部件(弹筒、弹头、连接环)的氧弹应经20.0MPa的水压试验,证明无问题后方能使用。此外,应经常注意观察与氧弹强度有关的结构,如弹筒和连接环的螺纹、进气阀、出气阀和电极与弹头的连接处等,如发现显著磨损或松动,应进行修理,并经水压试验合格后再用。氧弹还应定期进行水压试验,每次水压试验后,氧弹的使用时间一般不应超过2年。当使用多个设计制作相同的氧弹时,每一个氧弹都应作为一个完整的单元使用。氧弹部件的交换使用可能导致发生严重的事故。7.1.3内筒
用紫铜、黄铜或不锈钢制成,断面可为椭圆形、菱形或其他适当形状。筒内装水通常为2000mL~3000 mL,以能浸没氧弹(进、出气阀和电极除外)为准。内筒外面应高度抛光,以减少与外简间的辐射作用。7.1.4外筒
为金属制成的双壁容器,并有上盖。外壁为圆形,内壁形状则依内筒的形状而定;外筒应完全包围内筒,内外筒间应有(10~12)mm的间距,外筒底部有绝缘支架,以便放置内筒。恒温式外筒和绝热式外筒的控温方式不同,应分别满足以下要求:恒温式外筒:恒温式热量计配置恒温式外筒。自动控温的外筒在整个试验过程中,外筒水温变a2
化应控制在士0.1K之内;非自动控温式外简一静态式外简,盛满水后其热容量应不小于热量计热容量的5倍(通常12.5L的水量可以满足外简恒温的要求),以便试验过程中保持外简温度基本恒定。外简的热容量应该是:当冷却常数约为0.0020min时,从试样点火到末期结束时的外筒温度变化小于0.16K;当冷却常数约为0.0030min-1时,此温度变化应小于0.11K。外筒外面可加绝热保护层,以减少室温波动的影响。用于外简的温度计应有0.1K的最小分度值。
绝热式外简:绝热式热量计配置绝热式外筒。外筒中水量应较少,最好装有浸没式加热装置,b)
当样品点燃后能迅速提供足够的热量以维持外筒水温与内筒水温相差在0.1K之内。通过自动控温装置,外筒水温能紧密跟踪内筒的温度。外筒的水还应在特制的双层盖中循环。自动控温装置的灵敏度应能达到使点火前和终点后内筒温度保持稳定(5min内温度变化平均不超过0.0005K/min),在一次试验的升温过程中,内外筒间热交换量应不超过20J。7.1.5搅拌器
螺旋桨式或其他形式。转速(400~600)r/min为宜,并应保持恒定。搅拌器轴杆应有较低的热传导或与外界采用有效的隔热措施,以尽量减少量热系统与外界的热交换。搅拌器的搅拌效率应能使热容量标定中由点火到终点的时间不超过10min,同时文要避免产生过多的搅拌热(当内、外简温度和室温一致时,连续搅拌10min所产生的热量不应超过120J)。7.1.6量热温度计
用于内简温度测量的量热温度计至少应有0.001K的分辨率,以便能以0.002K或更好的分辨率测定2K到3K的温升;它代表的绝对温度应能达到近0.1K。基热温度计在它测量的每个温度变化范围内应是线性的或线性化的。它们均应经过计量部门的检定,证明已达到上述要求。有以下两种类型的温度计可用于此目的:a)玻璃水银温度计
常用的玻璃水银温度计有两种:一种是固定测温范围的精密温度计;一种是可变测温范围的贝克曼温度计。两者的最小分度值应为0.01K。使用时应根据计量机关检定证书中的修正值做必要的校正。两种温度计都应进行温度校正(贝克曼温度计称为孔径校正),贝克曼温度计除这个校正值外还有一个称为“平均分度值”的校正值。为了满足所需要的分辨率,需要使用5倍的放大镜来读取温度,为防止水银柱在玻璃上的粘滞,通4
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常需要一个机械振荡器来敲击温度计。如果没有机械振荡器,在读取温度前应人工敲击温度计。b)数字显示温度计
数字显示温度计可代替传统的玻璃水银温度计,这些温度计是由诸如铂电阻、热敏电阻以及石英晶体共振器等配备合适的电桥,零点控制器、频率计数器或其他电子设备构成,它们应能提供符合要求的分辨率,这些温度计的短期重复性不应超过0.001K,6个月内的长期漂移不应超过0.05K,线性温度传感器在发热量测定中引起的偏倚比非线性温度传感器的小。7.2附属设备
7.2.1燃烧皿
铂制品最理想,一般可用镍铬钢制品。规格可采用高(1718)mm、底部直径(19~20)mm、上部直径(25~26)mm,厚0.5mm。其他合金钢或石英制的燃烧皿也可使用,但以能保证试样燃烧完全而本身又不受腐蚀和产生热效应为原则。7.2.2压力表和氧气导管
压力表由两个表头组成:一个指示氧气瓶中的压力,一个指示充氧时氧弹内的压力。表头上应装有减压阀和保险阀。压力表每2年应经计量部门检定一次,以保证指示正确和操作安全。压力表通过内径(1~2)mm的无缝铜管与氧弹连接,或通过高强度尼龙管与充氧装置连接,以便导入氧气。
压力表和各连接部分禁止与油脂接触或使用润滑油。如不慎沾污,应依次用苯和酒精清洗,并待风千后再用。
7.2.3点火装置
点火采用(12~24)V的电源,可由220V交流电源经变压器供给。线路中应串接一个调节电压的变阻器和一个指示点火情况的指示灯或电流计。点火电压应预先试验确定。方法:接好点火丝,在空气中通电试验。在熔断式点火的情况下,调节电压使点火丝在(1~2)s内达到亮红;在非熔断式点火的情况下,调节电压使点火线在(4~5)s内达到暗红。
在非熔断式点火的情况下如采用棉线点火,则在遮火罩以上的两电极柱间连接一段直径约0.3mm的镍铬丝(6.6),丝的中部预先绕成螺旋数圈,以便发热集中。通电,准确测出电压、电流和通电时间,以便计算电能产生的热量。
7.2.4压饼机
螺旋式、杠杆式或其他形式压饼机。能压制直径10mm的煤饼或苯甲酸饼。模具及压杆应用硬质钢制成,表面光洁,易于擦拭。7.2.5秒表或其他指示10s的计时器。7.3关平
7.3.1分析天平:感量0.1mg。
7.3.2工业天平:载量(4~5)kg,感量0.5g。8测定步骤
8.1概述
发热量的测定由两个独立的试验组成,即在规定的条件下基准量热物质的燃烧试验(热容量标定)和试样的燃烧试验。为了消除未受控制的热交换引起的系统误差,要求两种试验的条件尽量相近。试验包括定量进行燃烧反应到定义的产物和测量整个燃烧过程引起的温度变化。试验过程分为初期、主期(燃烧反应期)和末期。对于绝热式热量计,初期和末期是为了确定开始点火的温度和终点温度;对于恒温式热量计,初期和末期的作用是确定热量计的热交换特性,以便在燃烧反应主期内对热量计内筒与外筒间的热交换进行正确的校正。初期和末期的时间应足够长。5
GB/T213—2008
8.2恒温式热量计法
8.2.1按使用说明书安装调节热量计。8.2.2在燃烧血中称取粒度小于0.2mm的空气干燥煤样或水煤浆干燥试样(0.9~1.1)g,称准到0.0002g
燃烧时易于飞溅的试样,可用已知质量的擦镜纸(6.8)包紧后再进行测试,或先在压饼机中压饼并切成粒度约为(2~4)mm的小块使用。不易燃烧完全的试样,可用石棉绒(6.7)做衬垫(先在Ⅲ底铺上一层石棉绒,然后以手压实)。石英燃烧皿不需任何衬垫。如加衬垫仍燃烧不完全,可提高充氧压力至3.2MPa,或用已知质量和热值的擦镜纸包裹称好的试样并用手压紧,然后放入燃烧血中。需快速测定水煤浆的发热量时,也可称取水煤浆试样。称样前搅拌水煤浆试样,使其无软硬沉淀成均一状态。将已知质量的擦镜纸(6.8)双层折叠垫于燃烧血中,快速称取水煤浆试样(1.5~1.8)g,称准至0.0004g,迅速将试样包襄好后,将燃烧匪放在锅架上。立即进行试验。8.2.3在熔断式点火的情况下,取一段已知质量的点火丝,把两端分别接在氧弹的两个电极柱上,弯曲点火丝接近试样,注意与试样保持良好接触或保持微小的距离(对易飞溅和易燃的煤);并注意勿使点火丝接触燃烧血,以免形成短路而导致点火失败,甚至烧毁燃烧皿。同时还应注意防止两电极间以及燃烧皿与另一电极之间的短路
在非熔断式点火的情况下,当用棉线点火时,把已知质量的棉线的一端固定在已连接到两电极柱上的点火导线上(最好夹紧在点火导线的螺旋中),另一端搭接在试样上,根据试样点火的难易,调节搭接的程度。对于易飞溅的煤样,应保持微小的距离。往氧弹中加入10mL蒸馏水。小心拧紧氧弹盖,注意避免燃烧Ⅲ和点火丝的位置因受震动而改变,往氧弹中缓缓充人氧气,直至压力到(2.83.0)MPa,达到压力后的持续充氧时间不得少于15s;如果不小心充氧压力超过3.2MPa,停止试验,放掉氧气后,重新充氧至3.2MPa以下。当钢瓶中氧气压力降到5.0MPa以下时,充氧时间应酌量延长,压力降到4.0MPa以下时,应更换新的钢瓶氧气。8.2.4往内简中加人足够的蒸馏水,使氧弹盖的顶面(不包括突出的进、出气阀和电极)淹没在水面下(10~20)mm。内简水量应在所有试验中保持相同,相差不超过0.5g。水量最好用称量法测定。如用容量法,则需对温度变化进行补正。注意恰当调节内筒水温,使终点时内筒比外简温度高1K左右,以使终点时内简温度出现明显下降。外筒温度应尽量接近室温,相差不得超过1.5K
8.2.5把氧弹放入装好水的内筒中,如氧弹中无气泡漏出,则表明气密性良好,即可把内筒放在热量计中的绝缘架上;如有气泡出现,则表明漏气,应找出原因,加以正,重新充氧。然后接上点火电极插头,装上搅拌器和量热温度计,并盖上热量计的盖子。温度计的水银球(或温度传感器)对准氧弹主体(进、出气阀和电极除外)的中部,温度计和搅拌器均不得接触氧弹和内简。靠近量热温度计的露出水银柱的部位(使用玻璃水银温度计时),应另悬一支普通温度计,用以测定露出柱的温度。8.2.6开动搅拌器,5min后开始计时,读取内筒温度(to)后立即通电点火。随后记下外筒温度(t,)和露出柱温度(t.)。外筒温度至少读到0.05K,内筒温度借助放大镜读到0.001K。读取温度时,视线、放大镜中线和水银柱顶端应位于同一水平上,以避免视差对读数的影响。每次读数前,应开动振荡器振动(3~5)s。
8.2.7观察内筒温度(注意:点火后20s内不要把身体的任何部位伸到热量计上方)。如在30s内温度急剧上升,则表明点火成功。当用式(4)计算冷却校正值时,点火后140时读取一次内筒温度(tc),接近终点时,开始按1min间隔读取内筒温度;当用式(5)计算冷却校正值时,点火后按1min间隔读取内筒温度直至终点。点火后最初几分钟内,温度急剧上升,读温精确到0.01K即可,但只要有可能,读温应精确到0.001K。
8.2.8以第一个下降温度作为终点温度(t,),试验主期阶段至此结束。一般热量计由点火到终点的时间为(8~10)min。对一台具体热量计,可根据经验恰当掌握。6
GB/T213—2008
若终点时不能观察到温度下降(内简温度低于或略高于外简温度时),可以随后连续5min内温度读数增量(以1min间隔)的平均变化不超过0.001K/min时的温度为终点温度t。8.2.9停止搅拌,取出内筒和氧弹,开启放气阀,放出燃烧废气,打开氧弹,仔细观察弹筒和燃烧血内部,如果有试样燃烧不完全的迹象或有炭黑存在,试验应作废。量出未烧完的点火丝长度,以便计算实际消耗量。需要时,用蒸馏水充分冲洗氧弹内各部分、放气阀,燃烧血内外和燃烧残渣把全部洗液(共约100mL)收集在一个烧杯中供测硫使用(见本标准9.3.2)。8.3绝热式热量计法
8.3.1按使用说明书安装和调节热量计。8.3.2按本标准8.2.2步骤称取试样。8.3.3按本标准8.2.3步骤准备氧弹。8.3.4按本标准8.2.4步骤称出内筒中所需的水。调节水温使其尽量接近室温,相差不要超过5K,以稍低于室温为最理想。内筒温度过低,易引起水蒸气凝结在内筒外壁;温度过高,易造成内筒水的过多蒸发。这都对获得准确的测定结果不利。8.3.5按本标准8.2.5步骤安放内简、氧弹、揽拌器和温度计。8.3.6开动搅拌器和外简循环水泵,开通外筒冷却水和加热器。当内简温度趋于稳定后,调节冷却水流速,使外筒加热器每分钟自动接通(3~5)次(由电流计或指示灯观察)。如自动控温线路采用可控硅代替继电器,则冷却水的调节应以加热器中有微弱电流为准。调好冷却水后,开始读取内筒温度,借助放大镜读到0.001K,每次读数前,开动振荡器(3~5)s。当以1min为间隔连续3次温度读数极差不超过0.001K时,即可通电点火,此时的温度即为点火温度to。否则,调节电桥平衡钮,直到内筒温度达到稳定,再行点火。点火后(6~7)min,再以1min间隔读取内简温度,直到连续三次读数极差不超过0.001K为止。取最高的一次读数作为终点温度t.。注:用铂电阻为内、外简测温元件的自动控温系统中,在内筒初始温度下调定电桥的平衡位置后,到达终点温度(一般比初始温度高2K~3K)后,内简温度也能自动保持稳定。但在用半导体热敏元件的仪器中,可能出现初始温度下调定的平衡位置,不能保持终点温度的稳定。凡遇此种情况时,平衡钮的调定位置应服从终点温度的需要。具体做法是:先按常规步骤安放氧弹和内简,但不必装试样和充氧。把内筒简水温调节到可能出现的最高终点温度,然后开动仪器,搅拌(5~10)min。精确观察内筒温度。根据温度变化方向(上升或下降)调节平衡钮位置,以达到内简温度最稳定为止,至少应能达到以每分钟为间隔连续5次的温度读数极差不超过0.002K。平衡钮的位置一经调定后,就不要再动,只有在又出现终点温度不稳定的情况下,才需重新调定。按照上述方式调定的仪器,在使用步骤上应做如下修正:装好内筒和氧弹后,开动揽择器、加热器、循环水泵和冷却水,搅拌5min后(此时内筒温度可能缓慢持续上升),准确读取内筒温度并立即通电点火,而无需等内筒温度稳定,8.3.7关闭揽拌器和加热器(循环水泵继续开动),然后按本标准8.2.9步骤结束试验。8.4自动氧弹热量计法
8.4.1按照仪器说明书安装和调节热量计。8.4.2按本标准的8.2.2步骤称取试样。8.4.3按本标准的8.2.3步骤准备氧弹。8.4.4按仪器操作说明书进行其余步骤的试验,然后按本标准8.2.9步骤结束试验。8.4.5试验结果被打印或显示后,校对输人的参数,确定无误后报出结果。9测定结果的计算
9.1温度校正
9.1.1温度计校正
使用玻璃温度计时,应根据检定证书对点火温度和终点温度进行校正。7
GB/T213-2008
温度计刻度校正
根据检定证书中所给的孔径修正值校正点火温度和终点温度t,再由校正后的温度(t。十h。)和(t十h.)求出温升,其中h。和h.分别代表t。和t的孔径修正值。b)若使用贝克曼温度计,需进行平均分度值的校正。试验过程中,当试验时的露出柱温度t。与标准露出柱温度相差3℃以上时,按式(1)计算平均分度值H:
H=H°+0.00016(t,-t)
.(1)
调定基点温度后,应根据检定证书中所给的平均分度值计算该基点温度下的对应于标准露出柱温度(根据检定证书所给的露出柱温度计算而得)的平均分度值H°。式中:
一该基点温度下对应于标准露出柱温度时的平均分度值;t,—该基点温度所对应的标准露出柱温度,单位为摄氏度(℃);t—试验中的实际露出柱温度,单位为摄氏度(℃);0.00016—水银对玻璃的相对膨胀系数。9.1.2冷却校正(热交换校正)
绝热式热量计的热量损失可以忽略不计,因而无需冷却校正。恒温式热量计在试验过程中内简与外筒间始终发生热交换,对此散失的热量应予校正,办法是在温升中加上一个校正值C,这个校正值称为冷却校正值,计算方法如下:首先根据点火时和终点时的内外简温差(t。一t)和(t。一t)从u~(t一t)关系曲线(按本标准10.1~10.4标定)中查出相应的%和V,或根据预先标定出的式(2)、式(3)计算出U和V.:Vo=k(t,-)+A
U=k(t-t)+AbZxz.net
式中:
对应于点火时内外筒温差的内筒降温速度,单位为开尔文每分(K/min);对应于终点时内外简温差的内筒降温速度,单位为开尔文每分(K/min);热量计的冷却常数(按本标准10.3~10.4标定),单位为每分(min-1);k
热量计的综合常数(按本标准10.310.4标定)),单位为开尔文每分(K/min);-点火时的内、外简温差,单位为开尔文(K);totj
t,—t,
终点时的内、外筒温差,单位为开尔文(K)。(2)
(3)
注:当内简使用贝克曼温度计,外简使用普通温度计,应从实测的外简温度(见本标准8.2.6)中减掉贝克受温度计的基点温度后再当做外筒温度t,用来计算内、外简温差(t。\-t)和(t。一t)。如内、外简都使用贝克曼温度计,则应对实测的外筒温度校正内、外简温度计基点温度之差,以便求得内、外简的真正温差。然后按式(4)计算冷却校正值:
C=(n-a)v+avo
式中:
-冷却校正值,单位为开尔文(K);C
-由点火到终点的时间,单位为分(min);—当4/44≤1.20时,=/4—0.10;当/A14>1.20时,α=/14;
其中△为主期内总温升(△=t—t),A1为点火后1'40\时的温升(A=ti4—t。(4)
在自动氧弹热量计中,或在特殊需要的情况下,可使用瑞-方(Regnault-Pfandler)公式,见式(5):C=m+U
t:—nto
-(5)
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