煤發(fā)熱量的測(cè)定

1、第五章煤發(fā)熱量的測(cè)定火電廠是利用煤炭等燃料燃燒產(chǎn)生熱量來生產(chǎn)電能的企業(yè)。發(fā)熱量的高低是煤炭計(jì)價(jià)的主要依據(jù)，是計(jì)算電廠經(jīng)濟(jì)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)煤耗的主要參數(shù)，故發(fā)熱量的測(cè)定在發(fā)電廠煤質(zhì)檢測(cè)中占有特殊重要的地位。第一節(jié)有關(guān)發(fā)熱量的基礎(chǔ)知識(shí)一、發(fā)熱量的單位煤的發(fā)熱量，指單位質(zhì)量的煤完全燃燒所發(fā)出的熱量。熱量的單位為J（焦耳）。1 J=1Nm（牛頓米）注：我國過去慣用的熱量單位為20c卡，以下簡稱卡（cal）lcal（20C）=4.1816J發(fā)熱量測(cè)定結(jié)果以MJ/kg（兆焦/千克）或J/g（焦/克）表示。二、發(fā)熱量的表小方法煤的發(fā)熱量的高低，主要取決于可燃物質(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，

2、可將煤的發(fā)熱量分為彈筒發(fā)熱量、高位發(fā)熱量及低位發(fā)熱量。同時(shí)，還有恒容與恒壓發(fā)熱量之分。（一）彈筒發(fā)熱量（Qb）（GB/T213-2003定義）單位質(zhì)量的試樣在充有過量氧氣的氧彈內(nèi)燃燒，具燃燒產(chǎn)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。注：任何物質(zhì)（包括煤）的燃燒熱，隨燃燒產(chǎn)物的最終溫度而改變，溫度越高，燃燒熱越低。因此，一個(gè)嚴(yán)密的發(fā)熱量定義，應(yīng)對(duì)燃燒產(chǎn)物的最終溫度有所規(guī)定。但在實(shí)際發(fā)熱量測(cè)定時(shí)，由于具體條件的限制，把燃燒產(chǎn)物的最終溫度限定在一個(gè)特定的溫度或一個(gè)很窄的范圍內(nèi)都是不現(xiàn)實(shí)的。溫度每升高1K,煤和苯甲酸的燃燒熱約降低0.4l.3J/g。當(dāng)按規(guī)

3、定在相近的溫度下標(biāo)定熱容量和測(cè)定發(fā)熱量時(shí)，溫度對(duì)燃燒熱的影響可近于完全抵消，而無需加以考慮。在此條件下，煤中碳燃燒生成二氧化碳，氫燃燒后生成水汽，冷卻后又凝結(jié)成水；而煤中硫在高壓氧氣中燃燒生成三氧化硫，少量氮轉(zhuǎn)變?yōu)榈趸铮鼈內(nèi)苡谒?，分別生成硫酸和硝酸。由于上述反應(yīng)均為放熱反應(yīng)，因而彈筒發(fā)熱量要高于煤在實(shí)際燃燒時(shí)的發(fā)熱量。（二）高位發(fā)熱量（Qgr）單位質(zhì)量的試樣在充有過量氧氣的氧彈內(nèi)燃燒，具燃燒產(chǎn)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)放出的熱量稱為高位發(fā)熱量。高位發(fā)熱量也即由彈筒發(fā)熱量減去硝酸生成熱和硫酸校正熱后得到的發(fā)熱量。由于氧彈的容積是恒定的，在此條件下算出的發(fā)熱量

4、稱為恒容高位發(fā)熱量（Qgr,V）o高位發(fā)熱量是煤在空氣中完全燃燒時(shí)所放出的熱量，能表征煤作為燃料使用時(shí)的主要質(zhì)量，故電廠中在評(píng)價(jià)煤質(zhì)時(shí)常用高位發(fā)熱量。（三）低位發(fā)熱量（Qnet）單位質(zhì)量的試樣在充有過量氧氣的氧彈內(nèi)燃燒，具燃燒產(chǎn)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)熱量也即由高位發(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。在此條件下算出的發(fā)熱量稱為恒容低位發(fā)熱量（Qnet,V）o煤在鍋爐中燃燒，燃燒產(chǎn)物（爐煙）溫度較高，其中水分呈蒸氣狀態(tài)，并隨其他燃燒產(chǎn)物一起排出爐外，故低位發(fā)熱量是真正可以被利用的煤的有效發(fā)熱

5、量。（四）恒容與恒壓發(fā)熱量煤在不同條件下的燃燒裝置中燃燒，又可分為恒容與恒壓發(fā)熱量。2 .恒容發(fā)熱量恒容發(fā)熱量是指單位質(zhì)量的煤樣在恒定體積的容器中完全燃燒（如煤樣在氧彈中燃燒），無膨脹做功時(shí)的發(fā)熱量。例如空氣干燥基恒容高位發(fā)熱量，可用Qgr,Vad來表示。3 .恒壓發(fā)熱量恒壓發(fā)熱量是指單位質(zhì)量的煤樣在恒定壓力下完全燃燒（如煤在電廠鍋爐中燃燒），有膨脹做功時(shí)的發(fā)熱量。例如收到基恒壓低位發(fā)熱量，可用Qnet,P,ar來表示。恒容發(fā)熱量略高于恒壓發(fā)熱量，不過二者相差甚微，一般計(jì)算中則可以忽略不計(jì)。三、不同表示方法發(fā)熱量的計(jì)算（一）高位發(fā)熱量的計(jì)算Qgr,ad=Qb,ad（94.1Sb,ad+aQb,

6、ad）式中：Qgr,ad一一空氣干燥基煤卞¥的高位發(fā)熱量，J/g；Qb,ad空氣干燥基煤卞¥的彈筒發(fā)熱量，J/g；Sb,ad由彈簡洗液測(cè)得的煤的含硫量，。當(dāng)全硫含量低于4%時(shí)，或發(fā)熱量大于14.60MJ/kg時(shí)，可用全硫或可燃硫代替Sb,ad；94.1煤中每1%硫的校正值，J;a硝酸校正系數(shù)：當(dāng)Qb<l6.70MJ/kg,a=0.00l;當(dāng)l6.70MJ/kg<Qb025.l0MJ7kg,a=0.0012當(dāng)Qb>25.l0MJ/kg,a=0.00l6;在需要用彈筒洗液測(cè)定Sb,ad的情況下，把洗液煮沸23min,取下稍冷后，以甲基紅（或相應(yīng)的混合指示劑）為

7、指示劑，用氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，以求出洗液中的總酸量，然后按下式計(jì)算出Sb,ad（%）。Sb,ad=（cXV/m-aQb,ad/60）x1.6式中：c氫氧化鈉溶液白物質(zhì)的量濃度，mol/L；y滴定用去的氫氧化鈉溶液體積，mL；60相當(dāng)lmmo1硝酸的生成熱，J;m稱取的試樣質(zhì)量，g；1.6將每摩爾硫酸1/2（H2SO4）轉(zhuǎn)換為硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的轉(zhuǎn)換因子。注：這里規(guī)定的對(duì)硫的校正方法中，略去了對(duì)煤樣中硫酸鹽的考慮。這對(duì)絕大多數(shù)煤來說影響不大,0.5%以上。根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，煤樣燃燒后，由因煤的硫酸鹽疏含量一股很低。但有些特殊煤樣，含量可達(dá)于灰的飛濺，一部分硫酸鹽硫也隨之落入彈筒，因此無法利用彈筒洗液來分

8、別測(cè)定硫酸鹽硫和其他硫。遇此情況，為求高位發(fā)熱量的準(zhǔn)確，只有另行測(cè)定煤中的磷酸鹽硫或可燃硫，燃后做相應(yīng)的校正。關(guān)于發(fā)熱量大于14.60MJ/kg的規(guī)定，在用包紙或摻苯甲酸的情況下，應(yīng)按包紙或添加物放出的總熱量來掌握。（二）低位發(fā)熱量的計(jì)算工業(yè)上是根據(jù)煤的收到基低位發(fā)熱量進(jìn)行計(jì)算和設(shè)計(jì)。Qnet,ar=Qgr,ad一206Had100-Mt-23Mt100-Mad式中，Qnet,v,aQgr,adMarMadHad一收到基煤的低位發(fā)熱量，一煤的空氣干燥基高位發(fā)熱量,收到基全水分，%；-煤的空氣干燥基水分，；煤的空氣干燥基氫含量，；J/g;J/g;（三）恒壓低位發(fā)熱量的計(jì)算由彈筒發(fā)熱量計(jì)算出的高位

9、發(fā)熱量和低位發(fā)熱量都屬于包容狀態(tài)，在實(shí)際工業(yè)燃燒中則是包容狀態(tài)，嚴(yán)格地講，工業(yè)計(jì)算中應(yīng)使用恒壓低位發(fā)熱量。I1100-MtQnet,P,ar=Qgr,V,ad一212Had-0.8OadNad匚-24.4Mt100-Mad式中，Qnet,V,ar煤的收到基包壓低位發(fā)熱量，J/g；OadNad煤的空氣干燥基氧含量，；煤的空氣干燥基氮含量，；Oad及Nad也可按下式計(jì)算:（Oad+Nad）=100-MadAadCadHadSt,ad（四）各種不同基的煤的發(fā)熱量換算1 .高位發(fā)熱量基的換算煤的不同基的高位發(fā)熱量按下列公式計(jì)算：_100-MtQgr'a'=Qg,'ad100-M

10、adadQgr,d-Qgr,ad._100-MadQdf.Qd0gr,agr,a100"Mad-Aad2 .低位發(fā)熱量基的換算煤的不同基的低位發(fā)熱量按下式計(jì)算:100-MQnet,V,M=Qgr,V,ad一206Had廣'23M100-Mad式中，Qnet,V,M水分為M的煤的包容低位發(fā)熱量，J/g；M煤樣的水分，%。干燥基時(shí)，M=0;空氣干燥基時(shí)，M=Mad；收到基時(shí)，M=Mt。四、以低位發(fā)熱量為基準(zhǔn)的計(jì)算在工業(yè)上為核算企業(yè)對(duì)能源的消耗量，統(tǒng)一計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)，便于比較和管理，規(guī)定以收到基的低位發(fā)熱量29.27MJ/kg作為統(tǒng)一的換算單位，稱為標(biāo)準(zhǔn)煤的發(fā)熱量，即每29.27MJ的熱

11、量可換算成1kg的標(biāo)準(zhǔn)煤?；痣姀S的煤耗就是按每發(fā)1kWh(度)的電能所消耗的標(biāo)準(zhǔn)煤的量計(jì)算的。例如甲電廠每發(fā)1kWh(度)的電，要燃用Qnet,ar為14.64MJ/kg的煤0.8kg；乙電廠每發(fā)1kWh(度)的電，要燃用Qnet,ar為21.37MJ/kg的煤0.6kg,則：甲電廠的煤耗為0.814.64=0.400kg/(kWh)29.27乙電廠的煤耗為0.6紅37=0.440kg/(kWh)29.27雖然甲電廠耗用煤的數(shù)量較乙電廠多，但由于甲電廠所燃用煤的發(fā)熱量低，當(dāng)換算成標(biāo)準(zhǔn)煤時(shí)，就可以評(píng)價(jià)出甲電廠的經(jīng)濟(jì)性比乙電廠好。另外，為了比較煤中各成分對(duì)鍋爐燃燒的影響，常以煤的單位發(fā)熱量對(duì)有關(guān)成

12、分進(jìn)行換算，稱此換算后各項(xiàng)成分的百分含量為“折算成分”。例如為了估算和對(duì)比煤中水分、灰分、硫分等有害成分對(duì)鍋爐燃燒的影響，常用Qnet,ar為4.18MJ/kg(1000kcal/kg)作為基本計(jì)算單位，對(duì)以上成分進(jìn)行換算，即：折算水分=生父4.18(%)Qnet,ar折算灰分=-AJM4.18(%)Qnet,arS折算硫分=、父4.18(%)Qnet,ar這樣，同一臺(tái)鍋爐當(dāng)燃用不同煤時(shí)，用“折算成分”就能比較出兩種煤對(duì)鍋爐燃燒影響的大小。例如Qnet,ar為22.16MJ/kg和12.54MJ/kg兩種煤的含硫量都是0.85%,但對(duì)于：第一種煤的“折算硫分”為-85M.18=0.16(%)2

13、2.16第二種煤的“折算硫分”為工旭父4.18=0.28(%)12.54顯然，第二種煤中的硫分比第一種煤中的硫分對(duì)鍋爐燃燒的影響大。第二節(jié)測(cè)定發(fā)熱量的基本原理煤的發(fā)熱量在氧彈熱量計(jì)中進(jìn)行測(cè)定的，一定量的分析試樣在氧彈熱量計(jì)中，在充有過量氧氣的氧彈內(nèi)燃燒。燃燒所釋放出的熱量被氧彈周圍一定量的水（內(nèi)筒水）所吸收，其水的溫升與試樣燃燒所釋放出的熱量成正比，即：cEtn-toQ二m式中，Q燃料發(fā)熱量，J/g;m試中柒g；to量熱系統(tǒng)的起始溫度，C；tn量熱系統(tǒng)吸收試樣放出的熱量后的最終溫度，C；E熱量計(jì)白熱容量，J/C。量熱系統(tǒng)是指在發(fā)熱量測(cè)定過程中，接收試樣所放出熱量的各個(gè)部件。除了內(nèi)筒水外，還包括

14、內(nèi)筒、氧彈及攪拌器、量熱溫度計(jì)等浸沒于水中的部分。對(duì)于一臺(tái)熱量計(jì)來說，當(dāng)內(nèi)筒水量、攪拌器與量熱溫度計(jì)等在水中的浸沒深度及環(huán)境溫度等試驗(yàn)條件確定時(shí)，熱容量為一常數(shù)。氧彈熱量計(jì)的熱容量通過在相似條件下燃燒一定量的基準(zhǔn)量熱物苯甲酸來確定：根據(jù)試樣點(diǎn)燃前后量熱系統(tǒng)產(chǎn)生的溫開，并對(duì)點(diǎn)火熱等附加熱進(jìn)行校正后即可求得試樣的彈筒發(fā)熱量。lQmE二tn根據(jù)試樣點(diǎn)燃前后量熱系統(tǒng)產(chǎn)生的溫開，并對(duì)點(diǎn)火熱等附加熱進(jìn)行校正后即可求得試樣的彈筒發(fā)熱量。第三節(jié)發(fā)熱量測(cè)定儀器一一熱量計(jì)熱量計(jì)由燃燒氧彈、內(nèi)筒、外筒、攪拌器溫度傳感器和試樣點(diǎn)火裝置、溫度測(cè)量裝置和控制系統(tǒng)以及水構(gòu)成。通用熱量計(jì)有兩種，包溫式和絕熱式。它們的量熱系統(tǒng)

15、被包圍在充滿水的雙層夾套0筒）中，它們的差別只在于外筒及附屬的自動(dòng)控溫裝置，其余部分無明顯區(qū)別。我國電力系統(tǒng)中普遍使用各種型號(hào)的恒溫式熱量計(jì)。下面將主要介紹傳統(tǒng)使用的恒溫式熱量計(jì)。一、熱量計(jì)的主體熱量計(jì)的主體由氧彈、內(nèi)筒、外筒和攪拌器四個(gè)部件組成。1 .氧彈氧彈是由耐熱、耐腐蝕的鍥銘或鍥銘鋁合金鋼制成，它是供燃燒試樣用的，由彈筒、彈頭和蓋圈組成。需要具備三個(gè)主要性能；a）不受燃燒過程中出現(xiàn)的高溫和腐蝕性產(chǎn)物的影響而產(chǎn)生熱效應(yīng)；b）能承受充氧壓力和燃燒過程中產(chǎn)生的瞬時(shí)高壓；c）試驗(yàn)過程中能保持完全氣密。彈筒容積為25035OmL,彈蓋上應(yīng)裝有供充氧和排氣的閥門以及點(diǎn)火電源的接線電極。新氧彈和新?lián)Q

16、部件（杯體、彈蓋、連接環(huán)）的氧彈應(yīng)經(jīng)20.0MPa的水壓試驗(yàn)，證明無問題后方能使用。止匕外，應(yīng)經(jīng)常注意觀察與氧彈強(qiáng)度有關(guān)的結(jié)構(gòu)，如杯體和連接環(huán)的螺紋、氧氣閥、出氣閥和電極同彈蓋的連接處等，如發(fā)現(xiàn)顯著磨損或松動(dòng)，應(yīng)進(jìn)行修理，并經(jīng)水壓試驗(yàn)后再用。另外，還應(yīng)定期對(duì)氧彈進(jìn)行水壓試驗(yàn)，每次水壓試驗(yàn)后，氧彈的使用時(shí)間不得超過2年。2 .內(nèi)筒（或稱量熱筒）內(nèi)筒為盛水和放置氧彈用的，它是量熱體系的主要部分，試樣在氧彈內(nèi)燃燒放出的熱量即被內(nèi)筒的水所吸收而使水溫上升。是用紫銅、黃銅或不銹鋼制成，斷面可為圓形，菱形或其他適當(dāng)形狀。筒內(nèi)裝水20003000mL,以能浸沒氧彈（進(jìn)、出氣閥和電極除外）為準(zhǔn)。內(nèi)筒外面應(yīng)電鍍

17、拋光，以減少與外筒間的輻射作用。3 .外筒外筒用來保持測(cè)熱體系環(huán)境溫度的恒定（與室溫一致）。為金屬制成的雙壁容器，并有上蓋。外壁為圓形，內(nèi)壁形狀則依內(nèi)筒的形狀而定；原則上要保待兩者之間有1012mm的間距，外筒底部有絕緣支架，以便放置內(nèi)筒。a）恒溫式外筒：恒溫式熱量計(jì)配置恒溫式外筒。盛滿水的外筒的熱容量應(yīng)不小于熱量計(jì)熱容量的5倍，以便保持試驗(yàn)過程中外筒溫度基本恒定。外筒外面可加絕緣保護(hù)層，以減少室溫波動(dòng)的影響。用于外簡的溫度計(jì)應(yīng)有0.1K的最小分度值。b）絕熱式外筒：絕熱式熱量計(jì)配置絕熱式外筒。外筒中裝有加熱裝置，通過自動(dòng)控溫裝置，外筒水溫能緊密跟蹤內(nèi)筒的溫度。外筒的水還應(yīng)在特制的雙層蓋中循環(huán)

18、。自動(dòng)控溫裝置的靈敏度應(yīng)能達(dá)到使點(diǎn)火前和終點(diǎn)后內(nèi)筒溫度保持穩(wěn)定（5min內(nèi)溫度變化平均不超過0.0005K/min）;在一次試驗(yàn)的升溫過程中，內(nèi)外筒間熱交換量應(yīng)不超過20J。4,攪拌器在內(nèi)筒中配有一個(gè)攪拌器，以保證內(nèi)筒水溫均勻一致。螺旋槳式或其他形式。轉(zhuǎn)速400600r/min為宜，并應(yīng)保持穩(wěn)定。攪拌效率應(yīng)能使熱容量標(biāo)定中由點(diǎn)火到終點(diǎn)的時(shí)間不超過l0min,同時(shí)又要避免產(chǎn)生過多的攪拌熱（當(dāng)內(nèi)、外筒溫度和室溫一致時(shí)，連續(xù)攪拌10min所產(chǎn)生熱量不應(yīng)超過120J）。5 .量熱溫度計(jì)內(nèi)筒溫度測(cè)量誤差是發(fā)熱量測(cè)定誤差的主要來源。對(duì)溫度計(jì)的正確使用具有特別重要的意義。有兩種類型的溫度計(jì)可用于此目的。a）

19、玻璃水銀溫度計(jì)常用的玻璃水銀溫度計(jì)有兩種：一種是固定測(cè)溫范圍的精密溫度計(jì)；一種是可變測(cè)溫范圍的貝克曼溫度計(jì)。兩者的最小分度值應(yīng)為0.01K。使用時(shí)應(yīng)根據(jù)計(jì)量機(jī)關(guān)檢定證書中的修正值做必要的校正。兩種溫度計(jì)都應(yīng)進(jìn)行刻度修正（貝克曼溫度計(jì)稱為孔徑修正）。貝克曼溫度計(jì)除這個(gè)修正值外還有一個(gè)稱為“平均分度值”的修正值。b）數(shù)字式量熱溫度計(jì)需經(jīng)過計(jì)量機(jī)關(guān)的檢定，證明其分辨率為0.001K,測(cè)溫準(zhǔn)確度至少達(dá)到0.002K（經(jīng)過校正后），以保證測(cè)溫的準(zhǔn)確性.二、熱量計(jì)的附屬裝置1 .溫度計(jì)讀數(shù)放大鏡和照明燈為了使溫度計(jì)讀數(shù)能估計(jì)到0.001K,需要一個(gè)大約5倍的放大鏡來觀測(cè)溫度。通常放大鏡裝在一個(gè)鏡筒中，筒的

20、后部裝有照明燈，用以照明溫度計(jì)的刻度。鏡筒借適當(dāng)裝置可沿垂直方向上、下移動(dòng)，以便跟蹤觀察溫度計(jì)中水銀柱的位置。2 .振蕩器電動(dòng)振蕩器，用以在讀取溫度前振動(dòng)溫度計(jì)，以克服水銀柱和毛細(xì)管間的附著力，如無此裝置，也可用套有橡皮管的細(xì)玻璃棒等敲擊。3 .燃燒皿燃燒試樣用的，珀制品最理想，一般可用鍥銘鋼制品。規(guī)格可采用高1718mm、底部直徑1920mm、上部直徑2526mm,厚0.5mm。其他合金鋼或石英制的燃燒皿也可使用，但以能保證試樣燃燒完全而本身又不受腐蝕和產(chǎn)生熱效應(yīng)為原則。4 .壓力表和氧氣導(dǎo)管壓力表由兩個(gè)表頭組成，一個(gè)指示氧氣瓶中的壓力，一個(gè)指示充氧時(shí)氧彈內(nèi)的壓力。表頭上應(yīng)裝有減壓閥和保險(xiǎn)閥

21、。壓力表通過內(nèi)徑12mm的無縫鋼管與氧彈連接，或通過高強(qiáng)度尼龍管與充氧裝置連接，以便導(dǎo)入氧氣。壓力表每2年應(yīng)經(jīng)計(jì)量機(jī)關(guān)檢定一次，以保證指示正確和操作安全。壓力表和各連接部分禁止與油脂接觸或使用潤滑油，如不慎沾污，必須依次用苯和酒精清洗，并待風(fēng)干后再用。5 .點(diǎn)火裝置點(diǎn)火采用1224V的電源，可由220V交流電源經(jīng)變壓器供給。線路中應(yīng)用接一個(gè)調(diào)節(jié)電壓的變阻器和一個(gè)指示點(diǎn)火情況的指示燈或電流計(jì)。點(diǎn)火電壓應(yīng)預(yù)先試驗(yàn)確定。方法：接好點(diǎn)火絲，在空氣中通電試驗(yàn)。在熔斷式點(diǎn)火的情況下，調(diào)節(jié)電壓使點(diǎn)火絲在12s內(nèi)達(dá)到亮紅；在棉線點(diǎn)火的情況下，調(diào)節(jié)電壓使點(diǎn)火絲在45s內(nèi)達(dá)到暗紅。電壓和時(shí)間確定后，應(yīng)準(zhǔn)確測(cè)出電壓

22、、電流和通電時(shí)間，以便計(jì)算電能產(chǎn)生的熱量。如采用棉線點(diǎn)火，則在遮火罩以上的兩電極柱間連接一段直徑約0.3mm的鍥銘絲，絲的中部預(yù)先繞成螺旋數(shù)圈，以便發(fā)熱集中。根據(jù)試樣點(diǎn)火的難易，調(diào)節(jié)棉線搭接的多少。6 .壓餅機(jī)螺旋式或杠桿式壓餅機(jī)。能壓制直徑10mm的煤餅或苯甲酸餅。模具及壓桿應(yīng)用硬質(zhì)鋼制成，表面光潔，易于擦拭第四節(jié)測(cè)定發(fā)熱量的誤差校正用氧彈量熱計(jì)測(cè)定發(fā)熱量的公式Q=E(tn-t。),僅是理論上的公式，在實(shí)踐中有許多誤m差因素影響試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確度，這些誤差因素主要是儀器的系統(tǒng)誤差。為此，需要作出相應(yīng)的校正。一、冷卻校正絕熱式熱量計(jì)的熱量損失可以忽略不計(jì)，因而無需冷卻校正。恒溫式熱量計(jì)的內(nèi)筒在試

23、驗(yàn)過程中與外筒間始終發(fā)生熱交換，對(duì)此散失的熱量應(yīng)予校正，辦法是在溫升中加上一個(gè)校正值C,這個(gè)校正值稱為冷卻校正值，國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T2132003煤的發(fā)熱量測(cè)定方法中規(guī)定的計(jì)算方法如下：首先根據(jù)點(diǎn)火時(shí)和終點(diǎn)時(shí)的內(nèi)外筒溫差(t0tj)和(tntj)從V(ttj)關(guān)系曲線(下面詳細(xì)講述)中查出相應(yīng)的Vo和Vn或根據(jù)預(yù)先標(biāo)定出的下面兩個(gè)公式計(jì)算出Vo和Vn：VoK(totj)+AVn=K(tntj)+A式中：Vo在點(diǎn)火時(shí)內(nèi)外筒溫差的影響下造成的內(nèi)筒降溫速度，K/min；Vn在終點(diǎn)時(shí)內(nèi)外筒溫差的影響下造成的內(nèi)筒降溫速度，K/min；K熱量計(jì)的冷卻常數(shù)，min1;A熱量計(jì)的綜合常數(shù)，K/min;to點(diǎn)火時(shí)

24、的內(nèi)筒溫度；tn終點(diǎn)時(shí)的內(nèi)簡溫度；tj外簡溫度。然后按式下式計(jì)算冷卻校正值：C=(na)Vn+aw式中：C冷卻校正值，K;n由點(diǎn)火到終點(diǎn)的時(shí)間，min；a當(dāng)/4001.20時(shí)，a=/40一0.10;當(dāng)/40">1.20時(shí)，a=/140"；其中為主期內(nèi)總溫升(=tnt°),40”為點(diǎn)火后140"時(shí)的溫升(40”=t40”-t0)。n4。八ti-nt°i1在自動(dòng)量熱儀中，或在特殊需要的情況下，可使用瑞-方公式。Vn-Vg*tC=nwtn飛L2式中，ti主期內(nèi)第imin時(shí)的內(nèi)簡溫度。其余符號(hào)，意義同前瑞-方公式應(yīng)用時(shí)，不必標(biāo)定熱量計(jì)的相關(guān)常數(shù)，

25、根據(jù)溫度觀測(cè)值就可直接求出冷卻校正值。使用瑞-方公式，在操作步驟上要求點(diǎn)火后每分鐘讀溫一次，直至終點(diǎn)。瑞-方公式應(yīng)用范圍廣，準(zhǔn)確性高，但公式比較復(fù)雜，手工計(jì)算花時(shí)較長，現(xiàn)在由于電子計(jì)算機(jī)的普遍使用，這已不是該法的主要不足之處了。無論是普通型還是自動(dòng)型熱量計(jì)，均應(yīng)更多地采用瑞一方公式。注：當(dāng)內(nèi)筒使用貝克曼溫度計(jì)，外筒使用普通溫度計(jì)，應(yīng)從實(shí)測(cè)的外簡溫度中減掉貝克曼溫度計(jì)的基點(diǎn)溫度后再當(dāng)做外筒溫度tj,用來計(jì)算內(nèi)、外筒溫差（t0tj）和（tn匕）。如內(nèi)、外筒都使用貝克曼溫度計(jì)。則應(yīng)對(duì)實(shí)測(cè)的外筒溫度校正內(nèi)、外筒溫度計(jì)基點(diǎn)溫度之差，以便求得內(nèi)、外筒的真正溫差。二、溫度計(jì)校正（一）貝克曼溫度計(jì)貝克曼溫度計(jì)

26、為溫度可調(diào)的精密水銀溫度計(jì)，測(cè)溫量程為-20155C,測(cè)溫精度為1/100C,分辨率為1/1000C,它可用來測(cè)量5c內(nèi)的溫度差。貝克曼溫度計(jì)有兩個(gè)儲(chǔ)液泡：感溫泡和備用泡，感溫泡是溫度計(jì)底部的主水銀泡，為溫度計(jì)的感溫部分，它的水銀量在不同溫度間隔內(nèi)可以調(diào)整；備用泡用來儲(chǔ)存或補(bǔ)給感溫泡內(nèi)多余或不足的水銀量。貝克曼溫度計(jì)有兩個(gè)溫度標(biāo)尺：一是用來測(cè)量溫度差的主標(biāo)尺；一是備用泡處的副標(biāo)尺。副標(biāo)尺上的示值可以粗略指示貝克曼溫度計(jì)的基點(diǎn)溫度。所謂基點(diǎn)溫度就是水銀柱指在0分度時(shí)的實(shí)測(cè)溫度。測(cè)定發(fā)熱量時(shí)，溫開一般只有23Co因此，在調(diào)節(jié)基點(diǎn)溫度時(shí)，應(yīng)是水銀柱指在被測(cè)溫度下某一合適的刻度上。當(dāng)溫度指示值偏低時(shí)，

27、就要將上部備用泡中的水銀部分轉(zhuǎn)移到下部的感溫泡中去；當(dāng)溫度指示值偏高時(shí)，就要將感溫泡中的水銀部分轉(zhuǎn)移到上部的備用泡中去。（二）溫度校正使用玻璃溫度計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)檢定證書對(duì)點(diǎn)火溫度和終點(diǎn)溫度進(jìn)行校正。1 .溫度計(jì)刻度校正刻度校正又稱毛細(xì)管孔徑校正。由于裝水銀的毛細(xì)管內(nèi)徑不可能均勻一致，同一長度（如0.5C相應(yīng)的長度）內(nèi)的水銀量不可能完全相等，因此使得每一個(gè)溫度讀數(shù)都有一定的誤差，對(duì)這一誤差的校正稱為刻度校正。根據(jù)檢定證書中所給的孔徑修正值校正點(diǎn)火溫度t0和終點(diǎn)溫度tn,再由校正后的溫度（t0+h0）和（tn+hn）求出溫升，其中h0和hn分別代表t0和tn的孔徑修正值。2 .平均分度值的校正若使用

28、貝克曼溫度計(jì)，需進(jìn)行平均分度值的校正。貝克曼溫度計(jì)的平均分度值，是指主標(biāo)尺上的每一等分刻度（稱分度）所代表的真是溫度，用符號(hào)H表示。由于感溫泡中的水銀量是隨基點(diǎn)溫度（測(cè)溫范圍）而變的，因而在不同的基點(diǎn)溫度下，每1個(gè)分度所代表的實(shí)際溫差不是恰好為1.000C,而是隨基點(diǎn)溫度不同而變。在對(duì)貝克曼溫度計(jì)的主標(biāo)尺進(jìn)行分度時(shí)，常選用某一溫度作為分度的起始溫度，例如標(biāo)準(zhǔn)貝克曼溫度計(jì)是以0c作為分度的起始溫度，稱此溫度為該溫度計(jì)的基準(zhǔn)溫度。國產(chǎn)貝克曼溫度計(jì)的基準(zhǔn)溫度大致為20C,即以20c為起點(diǎn)（基準(zhǔn)），25c為終點(diǎn)，把起點(diǎn)與終點(diǎn)之間平均分成5個(gè)等分，則每個(gè)等分所代表的溫度恰為1.000C。此時(shí)的基準(zhǔn)溫度也

29、就是基點(diǎn)溫度，但一支指定的溫度計(jì)，其基準(zhǔn)溫度只有一個(gè)，而基點(diǎn)溫度則隨水銀量的變動(dòng)而有無數(shù)個(gè)。只有當(dāng)基準(zhǔn)溫度與基點(diǎn)溫度一致時(shí)，平均分度值H才等于1.000C。當(dāng)基點(diǎn)溫度高于基準(zhǔn)溫度時(shí)，H>1.000;基點(diǎn)溫度低于基準(zhǔn)溫度時(shí)，H<1.000。這是因?yàn)楦袦嘏莸捏w積是固定的，若其中的水銀量不同時(shí)，溫度每變化1.000C,則水銀體積的伸縮不會(huì)都恰為1個(gè)分度。平均分度值不僅受基點(diǎn)溫度的影響，而且還與露出柱溫度有關(guān)。所謂露出柱溫度，是指溫度計(jì)露出水面上的水銀柱所處的溫度。當(dāng)露出柱所處環(huán)境溫度高于被測(cè)溫度時(shí)，水銀柱指示值將高于被測(cè)溫度；反之，示值將低于被測(cè)溫度。調(diào)定基點(diǎn)溫度后，應(yīng)根據(jù)檢定證書中所給

30、的平均分度值計(jì)算該基點(diǎn)溫度下的對(duì)應(yīng)于標(biāo)準(zhǔn)露出柱溫度（根據(jù)檢定證書所給的露出柱溫度計(jì)算而得）的平均分度值H:在試驗(yàn)中，當(dāng)試驗(yàn)時(shí)的露出柱溫度te與標(biāo)準(zhǔn)露出柱溫度相差3c以上時(shí)，按下式計(jì)算平均分度值H:H=H+0.00016（tste）式中：H該基點(diǎn)溫度下對(duì)應(yīng)于標(biāo)準(zhǔn)露出柱溫度時(shí)的平均分度值；ts該基點(diǎn)溫度所對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)露出柱溫度，C；te試驗(yàn)中的實(shí)際露出柱溫度，C；0.00016水銀對(duì)玻璃的膨脹系數(shù)。（三）點(diǎn)火絲的熱量校正試樣在氧彈內(nèi)燃燒是通過點(diǎn)火裝置引燃的。國內(nèi)熱量計(jì)普遍采用熔斷式點(diǎn)火。在熔斷式點(diǎn)火法中，根據(jù)點(diǎn)火絲的實(shí)際消耗量（原用量減掉殘余量）和點(diǎn)火絲的燃燒熱計(jì)算試驗(yàn)中點(diǎn)火絲放出的熱量。在棉線點(diǎn)火

31、法中，首先算出所用一根棉線的燃燒熱（剪下一定數(shù)量適當(dāng)長度的棉線，稱出它們的質(zhì)量，然后算出一根棉線的質(zhì)量，再乘以棉線的單位熱值），然后確定每次消耗的電能熱。二者放出的總熱量即為點(diǎn)火熱。注：電能產(chǎn)生的熱量（J）=電壓（V）X電流（A）X時(shí)間（s）o三、彈筒發(fā)熱量的計(jì)算考慮以上各種校正值后，煤的彈筒發(fā)熱量Qb,ad按下式計(jì)算：1 .恒溫式熱量計(jì)：EH%hn-t。h。cLq1q2Qb,ad=m式中：Qb,ad分析試樣的彈筒發(fā)熱量，J/g；E熱量計(jì)白熱容量，J/K;C冷卻校正值，K;qi點(diǎn)火熱，J,q2添加物如包紙等產(chǎn)生的總熱量，J;m試樣質(zhì)量，g；H貝克曼溫度計(jì)的平均分度值。2 .絕熱式熱量計(jì)：EHl

32、.tn-hn-toho1-qiq2Qb,ad二m第五節(jié)熱容量和儀器常熟的標(biāo)定熱容量E是熱量計(jì)的主要參數(shù)，它是決定發(fā)熱量測(cè)定準(zhǔn)確性的關(guān)鍵。國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T-2003煤的發(fā)熱量測(cè)定方法中指出，發(fā)熱量的測(cè)定由兩個(gè)獨(dú)立的試驗(yàn)組成，即在規(guī)定的條件下基準(zhǔn)量熱物質(zhì)的燃燒試驗(yàn)（熱容量的標(biāo)定）和試樣的燃燒試驗(yàn)。為了消除未受控制的熱交換引起的系統(tǒng)誤差，要求兩種試驗(yàn)的條件盡量相近。儀器常數(shù)K和A,是計(jì)算冷卻校正值主要的參數(shù)，按照GB/T2003煤的發(fā)熱量測(cè)定方法規(guī)定，熱容量和儀器常熟應(yīng)由同一試驗(yàn)同時(shí)標(biāo)定。一、試驗(yàn)的準(zhǔn)備工作1 .標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的準(zhǔn)備試驗(yàn)時(shí)，所用具有標(biāo)準(zhǔn)熱值的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)為標(biāo)準(zhǔn)苯甲酸。苯甲酸應(yīng)預(yù)先研細(xì)并在盛有濃

33、疏酸的干燥器中干燥3天或在6070c烘箱中干燥34h。冷卻后壓餅。苯甲酸也可在燃燒皿中熔融后使用。熔融可在121126c的烘箱中放置lh,或在酒精燈的小火焰上進(jìn)行，放入干燥器中冷卻后使用。熔體表面出現(xiàn)的針狀結(jié)晶，應(yīng)用小刷刷掉，以防燃燒不完全。在不加襯墊的燃燒皿中稱取經(jīng)過干燥和壓餅的苯甲酸，苯甲酸片的質(zhì)量以0.91.1g為宜。2 .氧彈的準(zhǔn)備將盛有試樣的燃燒皿放置在彈頭的環(huán)行支架上，取一段已知質(zhì)量的點(diǎn)火絲，把兩端分別接在兩個(gè)電極柱上，注意與試樣保持良好接觸或保持微小的距離（對(duì)易飛濺和易燃的煤），并注意勿使點(diǎn)火絲接觸燃燒皿，以免形成短路而導(dǎo)致點(diǎn)火失敗，甚至燒毀燃饒皿。同時(shí)還應(yīng)注意防止兩電極間以及燃

34、燒皿與另一電極之間的短路.往氧彈中加入10mL蒸儲(chǔ)水（此水用于溶解燃燒后所形成的氮氧化物，以便校正硝酸形成熱。氮氧化物由彈筒內(nèi)空氣中的氮與高壓氧氣在高溫下形成），小心擰緊氧彈蓋，注意避免燃燒皿和點(diǎn)火絲的位置因受震動(dòng)而改變，往氧彈中緩緩充入氧氣，直到壓力到2.83.0MPa,充氧時(shí)間不得小于15s；如果不小心充氧壓力超過3.3MPa,停止試驗(yàn)，放掉氧氣后，重新充氧至3.2MPa以下。當(dāng)鋼瓶中氧氣壓力降到5.0MPa以下時(shí)，充氧時(shí)間應(yīng)酌量延長，壓力降到4.0MPa以下時(shí)，應(yīng)更換新的鋼瓶氧氣。3 .內(nèi)筒的準(zhǔn)備往內(nèi)筒中加入足夠的蒸儲(chǔ)水，使氧彈蓋的頂面（不包括突出的氧氣閥和電極）淹沒在水面下1020mm

35、。標(biāo)定熱容量時(shí)與每次試驗(yàn)時(shí)用水量應(yīng)一致（相差1g以內(nèi)）。水量最好用稱量法測(cè)定。如用容量法，則需對(duì)溫度變化進(jìn)行補(bǔ)正。注意恰當(dāng)調(diào)節(jié)內(nèi)筒水溫，使終點(diǎn)時(shí)內(nèi)筒比外筒溫度高1K左右，以使終點(diǎn)時(shí)內(nèi)筒溫度出現(xiàn)明顯下降。外筒溫度應(yīng)盡量接近室溫.相差不得超過1.5K。4 .儀器的安裝把氧彈放入裝好水的內(nèi)筒中，如氧彈中無氣泡漏出，則表明氣密性良好，即可把內(nèi)筒放在外筒的絕緣架上，如有氣泡出現(xiàn)，則表明漏氣，應(yīng)找出原因，加以糾正，重新充氧。然后接上點(diǎn)火電極插頭，裝上攪拌器和量熱溫度計(jì)，并蓋上外筒的蓋子。溫度計(jì)的水銀球?qū)?zhǔn)氧彈主體（進(jìn)、出氣閥和電極除外）的中部，溫度計(jì)和攪拌器均不得接觸氧彈和內(nèi)筒?？拷繜釡囟扔?jì)的露出水銀柱

36、的部位，應(yīng)另懸一支普通溫度計(jì)，用以測(cè)定露出柱的溫度。二、試驗(yàn)步驟試驗(yàn)過程分為初期、主期（反應(yīng)期）和末期。1 .初期初期是試樣在燃燒前，內(nèi)筒與外筒進(jìn)行熱量交換的階段。此時(shí)，因內(nèi)筒水溫低于外筒水溫，內(nèi)筒受到外筒輻射熱的影響，所以內(nèi)筒水溫均勻緩慢的上升。初期溫度的記錄方法是：開始攪拌5min后準(zhǔn)確讀取一次內(nèi)筒溫度（T。），經(jīng)10min后再讀取一次內(nèi)簡筒溫度（to）,立即通電點(diǎn)火。隨后記下外筒溫度（tj）和露出柱溫度（te）0外筒溫度至少讀到0.05K,內(nèi)筒溫度借助放大鏡讀到0.001K。讀取溫度時(shí)，視線、放大鏡中線和水銀柱頂端應(yīng)位于同一水平上，以避免視差對(duì)讀數(shù)的影響。每次讀數(shù)前，應(yīng)開動(dòng)振蕩器振動(dòng)35

37、sc注：上述tj為對(duì)實(shí)測(cè)溫度按下述方法校正貝克曼溫度計(jì)基點(diǎn)所得的數(shù)值：當(dāng)內(nèi)筒使用貝克曼溫度計(jì)，外筒使用普通溫度計(jì)，應(yīng)從實(shí)測(cè)的外簡溫度中減掉貝克曼溫度計(jì)的基點(diǎn)溫度后再當(dāng)做外筒溫度tj,用來計(jì)算內(nèi)、外筒溫差（t。一tj）和（tntj）。如內(nèi)、外筒都使用貝克曼溫度計(jì)。則應(yīng)對(duì)實(shí)測(cè)的外筒溫度校正內(nèi)、外筒溫度計(jì)基點(diǎn)溫度之差，以便求得內(nèi)、外筒的真正溫差。記錄初期溫度的目的，是為了求得量熱體系在點(diǎn)火溫度t0時(shí)，單位時(shí)間的冷卻校正值，其值相當(dāng)于初期的平均冷卻速度V0,即v0=T0t0-（C/min）10由于點(diǎn)火時(shí)，內(nèi)筒水溫通常低于外筒水溫，所以V0在大多數(shù)情況下都是負(fù)值。2 .主期主期是試樣在氧彈內(nèi)燃燒、釋放熱

38、量、內(nèi)筒溫度迅速上升到最高溫度的階段。觀察內(nèi)筒溫度（注意：點(diǎn)火后20s內(nèi)不要把身體的任何部位伸到熱量計(jì)上方）。如在30s內(nèi)溫度急劇上升，則表明點(diǎn)火成功。點(diǎn)火后1'40讀取一次內(nèi)筒溫度（t140）,讀到0.01K即可。接近終點(diǎn)時(shí)，開始按1min間隔讀取內(nèi)筒溫度。讀溫前開動(dòng)振蕩器，要讀到0.001K。以第一個(gè)下降溫度作為終點(diǎn)溫度(tn)。注：一般熱量計(jì)由點(diǎn)火到終點(diǎn)的時(shí)間為810min.對(duì)一臺(tái)具體熱量計(jì)，可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)恰當(dāng)掌握。主期中的三個(gè)溫度值(t0、h40和tn)是計(jì)算熱交換過程中總效應(yīng)，即冷卻校正值C的依據(jù)。3 .末期末期是試樣燃燒終了，溫度達(dá)到最高值后逐漸冷卻的階段。得出終點(diǎn)溫度(tn)

39、后再繼續(xù)攪拌l0min并記下內(nèi)筒溫度(Tn),試驗(yàn)即告結(jié)束。末期記錄溫度的目的是為了求得終點(diǎn)溫度tn時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)的冷卻校正值，其值相當(dāng)于末期的平均冷卻速度Vn,即vn=T-tn(CZmin)10三、結(jié)尾工作停止攪拌，取出內(nèi)筒和氧彈，開啟放氣閥，放出燃燒廢氣，打開氧彈，仔細(xì)觀察彈筒和燃燒皿內(nèi)部，如果有試樣燃燒不完全的跡象或有炭黑存在，試驗(yàn)應(yīng)作廢。量出未燒完的點(diǎn)火絲長度，以便計(jì)算實(shí)際消耗量。四、數(shù)據(jù)處理及測(cè)定結(jié)果的計(jì)算1 .儀器常數(shù)K和A的計(jì)算國家標(biāo)準(zhǔn)GBZT2003煤的發(fā)熱量測(cè)定方法規(guī)定，標(biāo)準(zhǔn)熱容量E和儀器常數(shù)K、A是同時(shí)進(jìn)行的，而計(jì)算熱容量又必須先測(cè)知K和A,或者先作出v(t-tj)關(guān)系曲線

40、以求出冷卻校正值Co因此，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，標(biāo)定熱容量的試驗(yàn)次數(shù)應(yīng)不少于5次，用5次試驗(yàn)數(shù)據(jù)作如下統(tǒng)計(jì)處理：根據(jù)觀測(cè)數(shù)據(jù)，計(jì)算出V0、Vn和對(duì)應(yīng)的內(nèi)、外筒溫差(ttj)。表】以V為縱坐標(biāo)，以ttj為橫坐標(biāo)作出V(ttj)關(guān)系曲繞如下圖或用一元線性回歸的方法計(jì)算出K和A。C-E/M二艙慢超喈U我2 .熱容量的計(jì)算熱量計(jì)的熱容量E按下式計(jì)算:E_Qmqiqn一H&hn-tohoCl式中，Q苯甲酸的熱值，J/g;m苯甲酸的用量，g;qn硝酸的生成熱，J。qn=Qm0.0015；0.0015苯甲酸燃燒時(shí)的硝酸生成熱校正系數(shù)。這里C的計(jì)算中所用的V0和Vn應(yīng)是根據(jù)每次試驗(yàn)中實(shí)測(cè)的（t0tj）、（tntj

41、）從V（tt0）關(guān)系曲線中查得的值，或是由公式V0=K（t0tj）+A、Vn=K（tntj）+A計(jì)算，然后代入冷卻校正公式以求出C值。在絕熱式熱量計(jì)的情況，上式中的冷卻校正值C應(yīng)取零。熱容量標(biāo)定一般應(yīng)進(jìn)行5次重復(fù)試驗(yàn)。計(jì)算5次重復(fù)試驗(yàn)的平均值（E）和標(biāo)準(zhǔn)差So其相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)差不應(yīng)超過0.20%;若超過0.20%,再補(bǔ)做一次試驗(yàn)，取符合要求的5次結(jié)果的平均值（修名至1J/K）作為該儀器的熱容量。如果任何5次結(jié)果的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)差都超過0.20%,則應(yīng)對(duì)試驗(yàn)條件和操作技術(shù)仔細(xì)檢查并糾正存在問題后，再重新進(jìn)行標(biāo)定，而舍棄已有的全部結(jié)果。注：1）原先的標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定熱容量標(biāo)定以極差40J/C來判斷是否合格。計(jì)算實(shí)例

42、：(P109,計(jì)算實(shí)例)1 .計(jì)算儀器常數(shù)K和A先將外筒溫度tj折算為貝克曼溫度計(jì)讀數(shù)：tj=18.05-16.45=1.60計(jì)算初期平均冷卻速度V0和末期平均冷卻速度Vn及其對(duì)應(yīng)的t-tj第一次試驗(yàn)所得結(jié)果為：VoT0-to100.787-0.80210=-0.0015t0-tjT0t00.7870.8022一1.60二一0.806Tn-卜102.725-2.70810=0.0017t-tjTn-tn2.7252.708-1.60=1.116依此計(jì)算其他各次試驗(yàn)的結(jié)果，記錄如表(P110,表57)2 .根據(jù)一元線性回歸法計(jì)算儀器常數(shù)K和A:lxyn%XY-xX'YK=-=0.0017

43、lxxn'X2-X1.1_A=Y-kX=Y-kX=0.0004根據(jù)計(jì)算出的K、A值得出一元線性回歸方程式為:Y=0.0017X0.00043 .熱容量的計(jì)算用表5-4的數(shù)據(jù)計(jì)算各次試驗(yàn)的V0和Vn。第一次試驗(yàn)：t。-tj=-0.806,tn-tj=1.116,根據(jù)一元線性回歸方程式計(jì)算得出：V0=0.0017X(-0.806)0.0004=-0.0018Vn=0.0017X1.1160.0004=0.00152.725-0.802八=2.10。40，1.717-0.802A一,因?yàn)椋?gt;1.20,所以a=2.10；試驗(yàn)共進(jìn)仃9min,n=9。1'40"1'

44、40'冷卻校正值C=(na)Vn+aVo=2.10X(-0.0018)+(9-2.10)x0.0015=0.007貝克曼溫度計(jì)的基點(diǎn)溫度為16.45C,查表5-6,按內(nèi)插法計(jì)算此溫度計(jì)的平均分度值為：1.008-1.004H0=1.004(16.45-10)-1.00610基點(diǎn)溫度為16.45C時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)露出柱溫度按內(nèi)插法計(jì)算應(yīng)為：20-18。一ts=20(2016.45)父=19.29C10現(xiàn)露出柱溫度為20C,故不需要作露出柱溫度的校正。其平均分度值H=1.006,刻度校正根據(jù)表5-5,按內(nèi)插法計(jì)算，10=0.802,h°=0.001;tn=2.725,hn=0.003。已

45、知，點(diǎn)火絲熱值q1=70J,硝酸校正熱qn=26465X1.0711X0.0015=42J。則熱容量E為:Hl-tnhn-t0h0Cl=14673(J/C)264651.07117042-1.0061.2.7250.003-0.8020.0010.007】依照上述方法，其他四次試馬的熱容量計(jì)算結(jié)果為：14641,14650,14638,14639J/C。4 .結(jié)果檢驗(yàn)國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T-2003煤的發(fā)熱量測(cè)定方法規(guī)定,熱容量標(biāo)定一般應(yīng)進(jìn)行5次重復(fù)試驗(yàn)。計(jì)算5次重復(fù)試驗(yàn)的平均值（E）和標(biāo)準(zhǔn)差So其相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)差不應(yīng)超過0.20%。相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)差=（S/XA100工Xi2Xi2Ann10.1<0.2。

46、14648J/C作為此臺(tái)熱量計(jì)的熱容量。計(jì)算得五次測(cè)定的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)差=所以，可用這五次結(jié)果的平均值第六節(jié)煤的發(fā)熱量的測(cè)定測(cè)定煤的發(fā)熱量與標(biāo)定熱容量的步驟相同，只是不需要作初期和末期的溫度記錄。止匕外,試樣的準(zhǔn)備工作也有所不同。煤試樣量的多少是根據(jù)其發(fā)熱量的大小來確定的，最好在標(biāo)定熱容量和測(cè)定發(fā)熱量時(shí)，試樣所放出的熱量能使量熱體系的溫升值大致相同，這樣可以使試驗(yàn)過程中的一些不易消除的或不作校正的誤差在計(jì)算時(shí)相互抵消，從而增加測(cè)定的精確度。一、試樣的準(zhǔn)備在燃燒皿中精確稱取分析試樣（小于0.2mm）0.91.1g（W準(zhǔn)到0.0002g）。對(duì)于一些特殊試樣，可按下述方法處理：燃燒時(shí)易于飛濺的試樣，先用已

47、知質(zhì)量的擦鏡紙包緊再進(jìn)行測(cè)試，或先在壓餅機(jī)中壓餅并切成24mm的小塊使用。不易燃燒完全的試樣，可先在燃燒皿底鋪上一個(gè)石棉墊，或用石棉絨做襯墊（先在皿底鋪上一層石棉絨，然后以手壓實(shí)）。石英燃燒皿不需任何襯墊。如加襯墊仍燃燒不完全，可提高充氧壓力至3.2MPa,或用已知質(zhì)量和熱值的擦鏡紙包裹稱好的試樣并用手壓緊,然后放入燃燒皿中。二、發(fā)熱量的測(cè)定1 .應(yīng)用國標(biāo)公式計(jì)算冷卻校正時(shí)的發(fā)熱量測(cè)定按照上述標(biāo)定熱容量的操作手續(xù)，測(cè)定煤的發(fā)熱量，此時(shí)不需要安排初期和末期。當(dāng)開啟攪拌器5min后，即開始記時(shí)并讀取內(nèi)筒溫度t0,立即點(diǎn)火。以下相同于標(biāo)定熱容量的主期操作。在需要用彈筒洗液測(cè)定Sb,ad的情況下，把洗

48、液煮沸23min,取下稍冷后，以甲基紅（或相應(yīng)的混合指示劑）為指示劑，用0.1mol/L氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，以求出洗液中的總酸量，然后按下式計(jì)算出Sb,ad(%)。Sb,ad=(cxV/maQb,adZ60)X1.62 .應(yīng)用瑞-方公式計(jì)算冷卻校正時(shí)發(fā)熱量測(cè)定應(yīng)用瑞-方公式計(jì)算冷卻校正作發(fā)熱量測(cè)定時(shí)，準(zhǔn)備工作及結(jié)尾工作都與上述步驟相同，不同的地方是：接通電源，攪拌器啟動(dòng)，約5min后內(nèi)筒水?dāng)嚢杈鶆颍瑒t正式計(jì)時(shí)開始。借助放大鏡讀取溫度，每隔1min,讀取一次溫度值，讀至0.001C,初期為5min。隨即點(diǎn)火,溫度速升，當(dāng)出現(xiàn)第1個(gè)下降溫度時(shí)則為終點(diǎn)溫度，它標(biāo)志著主期結(jié)束。隨之進(jìn)入末期，再過5m

49、in,仍然每分鐘讀取一次溫度，發(fā)熱量測(cè)定結(jié)束。當(dāng)例常測(cè)定中采用瑞一方分式計(jì)算冷卻校正值時(shí)，熱容量計(jì)算也必須采用同一公式。計(jì)算實(shí)例(一)應(yīng)用國標(biāo)公式計(jì)算冷卻校正測(cè)定發(fā)熱量某次測(cè)定的試驗(yàn)記錄如下:煤質(zhì)分析數(shù)據(jù)():MadMtCadHadSt,adAad2.5610.874.104.561.2013.88試驗(yàn)記錄:試樣質(zhì)量m熱容量E點(diǎn)火熱q1貝克曼溫度計(jì)的基點(diǎn)溫度露出柱溫度te1.0051g10053J/K79J22.22C24.20C讀溫記錄:酎同*min內(nèi)端魁度，卜筒激度仇點(diǎn)火）!<fi7a0.254G3泉£81*279（fjgCn=8min結(jié)果計(jì)算1.彈筒發(fā)熱量的計(jì)算1）冷卻校

50、正：校正后的外筒溫度：tj=24.522.22=1.83vo=0.0042艮據(jù)tntj=3.279-1.83=1.45查得）vn=0.0030齦據(jù)tntj=3.279-1.83=1.45查得）tn10=3.279-0.254=3.025i40=2.820.245=2.566/140=1.18<1.20a=1.180.10=1.08C=(8-1.08)%00304.080.0042=0.01622)溫度計(jì)讀數(shù)校正計(jì)檢定證書：孔徑修正便分度我012345'1孔粒修正值k0*000一Q,003-0.00-a一也001必000平均分度僅表露出柱通度，e平均,160.股。1075180.鳴5如2520o.m30-31221.003.(ill根據(jù)檢定證書做出孔徑修正值與分度值關(guān)第曲線（如圖A1）a.ooi-o.coi-0.coz.-0.003孔徑像正值與分度值關(guān)系圖A由圖中查得：h0=0.0008hn=0.0032然后根據(jù)平均分度值表計(jì)算：999+(22.2220)X(1.003-0.999)10=。.99992220<L=經(jīng)瓦'*(22.22-20)=20.449999+。.00016X(20.44