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煤炭化驗設(shè)備儀器應(yīng)用煤炭發(fā)熱量
煤炭質(zhì)量的好與壞與它的發(fā)熱量和含硫量是有直接關(guān)系的,我們把含硫量低發(fā)熱量高的煤炭定為好煤,它有一定的標(biāo)準(zhǔn)本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了煤的高位發(fā)熱量的測定方法和低位發(fā)熱量的計算方法,適用于泥炭、褐煤、煙煤、無煙煤和炭質(zhì)頁巖的發(fā)熱量測定。
1.1熱量單位
熱量的單位為J〔焦(耳)〕。
1J〔焦(耳)〕=1N·m(牛頓·米)=107erg(爾格)。
我國過去慣用的熱量單位為20℃卡,以下簡稱卡(cal)。
1cal(20℃)=4.1816J。
1.2發(fā)熱量的表示方法
發(fā)熱量測定結(jié)果以kJ/g(千焦/克)或MJ/kg(兆焦/千克)表示。
1.2.1彈筒發(fā)熱量字串9
在氧彈中,在有過剩的氧的情況下〔氧氣初始壓力2.6~3.0MPa(26~30atm)〕,燃燒單位質(zhì)量的試樣所產(chǎn)生的熱量稱為彈筒發(fā)熱量。燃燒產(chǎn)物為二氧化碳、硫酸、硝酸、呈液態(tài)的水和固態(tài)的灰。
注:任何物質(zhì)(包括煤)的燃燒熱,隨燃燒產(chǎn)物的溫度而改變,溫度越高,燃燒熱越低。因此,一個嚴(yán)密的發(fā)熱量定義,應(yīng)對燒燒產(chǎn)物的溫度有所規(guī)定。但在實際測定發(fā)熱量時,由于具體條件的限制,把終點溫度限定在一個特定的溫度或一個很窄的范圍內(nèi)都是不現(xiàn)實的。溫度每升高1K,煤和苯甲酸的燃燒熱約降低0.4~1.3J/g。當(dāng)按規(guī)定在相近的溫度下標(biāo)定熱容量和測定發(fā)熱量時,溫度對燃燒熱的影響可近于抵銷,而無需加以考慮。
1.2.2恒容高位發(fā)熱量
煤在工業(yè)裝置的實際燃燒中,硫只生成二氧化硫,氮則成為游離氮,這是同氧彈中的情況不同的。由彈筒發(fā)熱量減掉稀硫酸生成熱和二氧化硫生成熱之差以及稀硝酸的生成熱,得出的就是高位發(fā)熱量。因為彈筒發(fā)熱量的測定是在恒定容積(即彈筒的容積)下進(jìn)行的,由此算出的高位發(fā)熱量也相應(yīng)地稱為恒容高位發(fā)熱量,它比工業(yè)上的恒壓(即大氣壓力)狀態(tài)下的發(fā)熱量約低8~16J/g,一般可忽略不計。
1.2.3恒容低位發(fā)熱量
工業(yè)燃燒與氧彈中燃燒的另一個不同的條件是:在前一情況下全部水(包括燃字串9燒生成的水和煤中原有的水)呈蒸汽狀態(tài)隨燃燒廢氣排出,在后一情況下水蒸氣凝結(jié)成液體。由恒容高位發(fā)熱量減掉水的蒸發(fā)熱,得出的就是恒容低位發(fā)熱量。
1.3熱容量
量熱系統(tǒng)在試驗條件下溫度上升1K所需的熱量稱為熱量計的熱容量,習(xí)慣上也叫做水當(dāng)量,以J/K(或cal/℃)表示。
2、試驗室條件
2.1試驗室應(yīng)設(shè)在一單獨房間,不得在同一房間內(nèi)同時進(jìn)行其他試驗項目。
2.2室溫應(yīng)盡量保持恒定,每次測定室溫變化不應(yīng)超過1K,通常室溫以不超出15~35℃范圍為宜。
2.3室內(nèi)應(yīng)無強烈的空氣對流,因此不應(yīng)有強烈的熱源和風(fēng)扇等,試驗過程中應(yīng)避免開啟門窗。
2.4實驗室朝北,以避免陽光照射,否則熱量計應(yīng)放在不受陽光直射的地方。
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