煤的发热量测定实验讲解
煤的发热量的测定
实验八 煤的发热量的测定 一、实验目的 1 掌握“氧弹法”法测定煤的发热量的原理及方法。
2 掌握本法测定煤的发热量的条件。
二、实验原理 取一定量的分析煤样在充满高压氧气的弹筒（浸没在装一定质量的水的容器——俗称内筒）内完全燃烧，生成的热被水吸收，水温升高，由水升高的温度，计算样品的发热量。
三、仪器及设备 测定发热量的仪器称为“量热计”，其结构如图1所示。
量热计型号很多，根据水套温度的不同控制方式，可分成两种类型的量热计。
恒温式：以适当方式使外筒温度保持恒定不变，以便用较简便的计算公式来校正热交换的影响；绝热式：以适当方式使外筒温度在试验过程申始终与内筒保持一致，因而消除热交换。
量热计应安置在完全不受阳光直射的单独房间内，室温稳定在15~35℃之间。
试验时应尽量保持温度恒定，每次测定的室温变化不应超过1℃。
量热计主要部件如下： 1 氧弹 用优质不锈钢制成（其结构见图2）。
弹筒容积为250~300mL ，经9.81×106Pa 水压试验证明无问题后方能使用。
氧弹针形阀不仅供充氧、抽气、排气用，同时又是点火电极一端，另一电极为弹体本身，两电极间采用聚四氟乙烯绝缘。
2 内筒 用优质不锈钢板制成，结构如图3所示。
内筒的装水量为2000～3000mL ，应能浸没氧弹。
内筒内侧的半圆形竖筒为搅拌器室。
内筒置于外筒内，与外筒间距10mm ，底部有绝缘支柱支撑。
内筒外表面应光亮，避免与外筒间的辐射作用。
3 外筒 由不锈钢板制成的夹层筒，外壁呈圆形。
夹层中充水并使水温保持恒定。
内表面也应光亮，避免辐射作用。
外筒有两个半圆形的胶木盖，盖上有孔，以插入温度计、搅拌器等。
设用自动恒温装置，控制水温在测试过程中稳定不变（±0.1℃）。
4 搅拌器 搅拌内筒中的水，使样品燃烧生成的热尽快、均匀地分散。
搅拌器是螺旋浆式，用马达带动，转速一般为400~600转／分。
螺旋浆与马达之间用绝热材料连接，避免传热。
煤炭发热量的测定
• 基态换3-2M00ad8为相内关水内，容M。ar为全水。其他类型发热量的计算请参考GB/T
七、实验中的注意事项
• 1、检查天平是否处于正常工作状态，是否水平。 • 2、检查坩埚中是否有炭黑，有炭黑的坩埚应放入高温炉中灼烧，
• Sb,ad——由弹筒洗液测得的含硫量（%），当全硫低于4%或发热量大 于14.60MJ/kg时，可用全硫代替Sb,ad。
• a——硝酸形成热校正系数：当Qb,ad≤16.70MJ/kg，a=0.0010； • 当16.70< Qb,ad≤25.10MJ/kg，a=0.0012； • 当Qb,ad >25.10MJ/kg，a=0.0016；
• 室内无强烈的空气对流，因此不应有强烈的热源冷源和风扇，实验 过程中应避免开门窗；
• 实验室最好朝北，避免阳光直射，否则热量计应放在不受阳光直射 的地方。
二、煤炭发热量测定中常用概念
1、发热量：是指燃料燃烧时发出的能量。 2、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。 3、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。 4、恒容低位发热量：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 以及固态灰时放出的热量。
• 点火系统由点火电容，点火电极、电热丝、点火棉线等构成，负责 在实验初期，量热系统温度稳定后进行点火，引燃试样；
• 量热系统由氧弹、内筒、外筒、搅拌桨、热电偶等构成，负责监测 整个实验过程中温度的变化。
• 计算机控制系统负责对整个实验过程进行控制，并计算最终测定结 果。
煤的发热量测定
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一、实验目的 • 1、熟悉自动恒温量热仪的结构和工作原理。 • 2、掌握煤发热量的测量原理和方法。 • 3、初步具备独立完成煤发热量测量的能力。
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二、实验原理
一定量的分析煤样在氧弹热量计中，在充有过量氧气的氧弹内 燃烧,煤的发热量是在氧弹热量计中测定的，取一定量的分析试样放 于充有过量氧气的氧弹热量计中完全燃烧，氧弹筒浸没在盛有一定 量水的容器中。煤样燃烧后放出的热量使氧弹热量计量热系统的温 度升高，测定水温度的升高值即可计算氧弹弹筒发热量QDT。热量计 的热容通过在相近条件下燃烧一定量的基准物苯甲酸来确定，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筒发热量。从发热量中扣除硝酸形成和硫酸校 正热即得高位发热量。
五 实验步骤
（3）进行标定 按“标定”键，输入称取的苯甲酸的重量，再按“标定”键。仪器开始 进入测试状态，自动开启搅拌、自动点火、自动计算，打印测试结果。 重复以上步骤三次，标定三次样的最大值与最小值之差为40J范围内可用 ，将三次标定的均值输入。按“设定”键，选择“热容量”，输入均值即 可。 当室内温度超过±5℃的范围，则需进行重新标定。 4、煤样制备 将需测定的煤样过0.2mm的标准筛，取粒径0.2mm以下的煤样。 5、称取试样重量 将坩埚放置在天平上，按天平的“去皮”键。用药匙将0.2mm以下的试样 放入坩埚内，记录所称量的试样重量，重量约1g。
内筒
氧弹
三、主要仪器
压力表和氧气导管外观
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四 所需耗材
1、氧气：高于99.5％纯度，不含可燃成分，不允许使用电解氧。 2、苯甲酸：经计量机关检定并标明热值的苯甲酸，使用前应在40～50C的 温度下烘烤3～4h。 3、棉线。粗细均匀不涂蜡的白棉线。 4、点火丝：直径0.1mm左右的铁、铜、镍铬丝或其他已知热值的金属丝。 各 种 点 火 丝 的 燃 烧 热 为 ： 铁 丝 ： 6700J/g ； 镍 铬 丝 ： 6000J/g ； 铜 丝 ： 2599J/g；棉线：17500J/g； 5、试样：粒径小于0.2mm的煤样约1g。 6、酸洗石棉绒：使用前在800C下灼烧30min。 7、擦镜纸：使用前先测定其燃烧热，方法是将3～4张擦镜纸，用手团紧， 精确称量，放入燃烧皿，按常规方法测量其发热量。取两次结果的平均值 作为标定值。
煤的发热量测定原
2、取一段已知质量的点火丝，把两端分别接在两个电极柱上， 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皿，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。往氧弹中加入10mL 蒸馏水。小心 拧紧氧弹盖，注意避免燃烧皿和点火丝的位置因受震动而改变。 接上氧气导管，往氧弹中缓缓充入氧气，直到压力达到2.6～ 2.8MPa(26～28atm)。充氧时间不得少于30s。当钢瓶中氧气 压力降到5.0MPa(50atm)以下时，充氧时间应酌量延长。3、 往内筒中加入足够的蒸馏水，使氧弹盖的顶面(不包括突出的氧 气阀和电极)淹没在水面下10～20mm。每次试验时用水量应与 标定热容量时一致(相差1g 以内)。水量最好用称重法测定。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， 使终点时内筒比外筒温度高1K 左右，以使终点时内筒温度出 现明显下降。外筒温度应尽量接近室温，相差不得超过1.5K。
7、接近终点时，以第一个下降温度作为终点温度(tn)。试验主 要阶段至此结束。
注：一般热量计由点火到终点的时间为8～10min。对 一台具体热量计，可根据经验，恰当掌握。
8、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皿内部，如果有试样燃烧不完 全的迹象或有炭黑存在，试验应作废。找出未烧完的点火丝， 并量出长度，以便计算实际消耗量。用蒸馏水充分冲洗弹内各 部分、放气阀、燃烧皿内外和燃烧残渣。把全部洗液(共约 100mL)收集在一个烧杯中1、计算发热量所需的热容量E 和恒温式热量计法中计算冷却 校正值所需的v-(t-tj)关系曲线或仪器常数k 和A 通过同一试验进 行标定。 2、在不加衬垫的燃烧皿中称取经过干燥和压饼的苯甲酸，饼 重以0.9～1.1g 为宜。 苯甲酸应预先研细并在盛有浓硫酸的干燥器中干燥3 天或在 40～60℃烘箱中放置3～4h冷却后压饼。苯甲酸也可在燃烧皿 中熔融后使用。熔融可在121～126℃的烘箱中放置1h，或在 酒精灯的小火焰上进行，放入干燥器中冷却后使用。熔体表面 出现的针状结晶，应用小刷刷掉，以防燃烧不完全。 3、根据所用热量计的类型(恒温式或绝热式)，按照发热量测定 的相应步骤准备氧弹和内、外筒，然后点火和测量温升。
第五章 煤发热量的测定..
第五章煤发热量的测定火电厂是利用煤炭等燃料燃烧产生热量来生产电能的企业。
发热量的高低是煤炭计价的主要依据，是计算电厂经济指标标准煤耗的主要参数，故发热量的测定在发电厂煤质检测中占有特殊重要的地位。
第一节有关发热量的基础知识一、发热量的单位煤的发热量，指单位质量的煤完全燃烧所发出的热量。
热量的单位为J(焦耳)。
1 J＝1N·m(牛顿·米)注：我国过去惯用的热量单位为20℃卡，以下简称卡(cal)lcal(20℃)＝4.1816 J。
发热量测定结果以MJ/kg(兆焦/千克)或J/g(焦/克)表示。
二、发热量的表示方法煤的发热量的高低，主要取决于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，可将煤的发热量分为弹筒发热量、高位发热量及低位发热量。
同时，还有恒容与恒压发热量之分。
（一）弹筒发热量（Q b）（GB/T213-2003定义）单位质量的试样在充有过量氧气的氧弹内燃烧，其燃烧产物组成为氧气、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。
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，一个严密的发热量定义，应对燃烧产物的最终温度有所规定。
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围内都是不现实的。
温度每升高1K，煤和苯甲酸的燃烧热约降低0.4～l.3J/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。
在此条件下，煤中碳燃烧生成二氧化碳，氢燃烧后生成水汽，冷却后又凝结成水；而煤中硫在高压氧气中燃烧生成三氧化硫，少量氮转变为氮氧化物，它们溶于水，分别生成硫酸和硝酸。
由于上述反应均为放热反应，因而弹筒发热量要高于煤在实际燃烧时的发热量。
（二）高位发热量（Q gr）单位质量的试样在充有过量氧气的氧弹内燃烧，其燃烧产物组成为氧气、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高位发热量。
煤的发热量测定方法
煤的发热量测定方法煤是一种常见的化石燃料，其燃烧过程是将化学能转化为热能的过程。
煤的发热量（也称为热值）是煤燃烧时单位质量煤所释放的热量。
了解煤的发热量对于煤的有效利用、燃烧设备的设计和能源装备的选型至关重要。
本文将介绍常见的煤的发热量测定方法。
1.露点温度法露点温度法是一种常见的测定煤的发热量的方法。
该方法需要使用一台露点温度仪器，该仪器可以准确测量燃料燃烧时水蒸气的饱和蒸气压。
方法如下：首先，将待检煤样煤粉样本装入定量容器内，按照一定的温度和湿度条件进行燃烧。
然后，使用露点温度仪器测量燃烧过程中产生的水蒸气的饱和蒸气压。
最后，根据煤的燃烧过程中产生的水蒸气压与温度之间的关系，计算得到煤的发热量。
2.热卡计法热卡计法是一种直接测定煤的发热量的方法。
该方法需要使用一台热卡计仪器，该仪器可以准确测量燃料在完全燃烧过程中所释放的热量。
方法如下：首先，将待检煤样煤粉样本装入定量容器内，然后将该容器放入热卡计仪器中进行燃烧。
燃烧过程中，煤产生的热量将通过传导、辐射和对流的方式传递给热卡计仪器。
热卡计仪器会记录下所释放的热量。
最后，根据所释放的热量和煤样的质量，计算得到煤的发热量。
3.耐量燃烧法耐量燃烧法是一种间接测定煤的发热量的方法，该方法通过测量煤燃烧产生的化学反应产物（如二氧化碳、水蒸气等）在大气压下的体积变化来间接测量煤的发热量。
方法如下：首先，将待检煤样煤粉样本装入定量容器内，然后通过一系列的燃烧反应使煤样完全燃烧，并记录下燃烧过程中所产生的化学反应产物的体积变化。
最后，根据所产生的化学反应产物的体积变化，结合煤样的质量和相关物理化学性质，计算得到煤的发热量。
以上所述的方法只是测定煤的发热量的一些常见方法，不同的方法有其适用的条件和精度。
在实际应用中，应结合具体的实验条件和目的选择适合的方法进行煤的发热量测定。
同时，为了保证测量结果的准确性，还需要注意实验中的操作细节、仪器的校准和环境的控制等因素。
煤炭发热量测定
煤炭发热量测定1. 简介煤炭是一种重要的能源资源，其发热量是衡量煤炭能源价值的重要指标之一。
煤炭发热量测定是通过实际测试来确定煤炭每单位质量产生的热量。
本文档将介绍煤炭发热量的测定方法和步骤，并提供一些注意事项。
2. 测定原理煤炭的发热量主要与其含碳量有关。
碳是煤炭主要的化学成分，燃烧时与氧气反应生成二氧化碳，同时释放能量。
通过在良好的氧气传递条件下，将煤炭在特定的温度下燃烧完全，可以测定煤炭发热量。
3. 测定方法3.1 实验器材和试剂•试验装置：包括煤气灯、燃烧器、恒温水槽、热量计等。
•煤炭样品：样品应具有代表性，并经过干燥、粉碎等预处理。
•清洁干燥空气：用于提供燃烧所需的氧气。
3.2 实验步骤1.预热热量计：将热量计安装在恒温水槽中，使用清洁干燥空气进行预热。
2.校正热量计：根据热量计的特性曲线进行校正，确保准确度。
3.准备样品：将经过预处理的煤炭样品称取一定质量，并记录质量值。
4.燃烧样品：将煤炭样品放入燃烧器中，并点燃。
5.记录实验数据：记录燃烧时间、热量计示数等相关数据。
6.数据计算：根据热量计示数和燃烧时间等数据，计算出煤炭的发热量。
3.3 计算公式煤炭发热量的计算公式如下：发热量 = (热量计示数 / 煤炭样品质量) * 1004. 注意事项•实验过程中应注意安全，避免烧伤和误操作造成事故。
•煤炭样品选取应具有代表性，以提高测定结果的准确性。
•热量计的校正应在测定前进行，以消除仪器误差。
•实验过程中要控制好燃烧温度和氧气供应，避免煤炭未完全燃烧或过度燃烧导致测定结果偏差。
5. 结论通过本文档介绍的煤炭发热量测定方法，可以准确地测定煤炭每单位质量产生的热量。
煤炭发热量是评价煤炭能源价值的重要指标，对于煤炭的应用和利用具有重要意义。
在实际应用中，可以根据煤炭的发热量来选择合适的燃料，以提高能源利用效率。
注意：本文档仅用于煤炭发热量测定的理论介绍，具体实验操作请严格按照实验室操作规程进行。
煤的发热量测定步骤
煤的发热量测定步骤直接测热法是直接将煤样进行燃烧，通过测量煤燃烧所产生的热量来确定煤的发热量。
具体步骤如下：1. 实验前准备：选取代表性的煤样，将其破碎成均匀的颗粒状样品，一般要求煤样粒径在3mm以内。
同时，准备好所需的工具和设备，包括燃烧器、天平、实验室温度计等。
2.燃烧器装置：将煤样放入燃烧器中，确定燃烧器的氧气和煤气输入量。
根据煤样的不同，可以选择不同的燃烧方式，如全燃烧、半燃烧等。
同时，需要保证燃烧器具有良好的密封性，以防止热量的散失。
3.保持燃烧平衡：在进行实验时，需要确保煤样的燃烧处于平衡状态。
可以通过调节燃烧器的输入量和调整煤样的布置来实现平衡燃烧。
同时，需要注意排除外部因素的干扰，如风力、湿度等。
4.热量测量：运用实验室测量仪器，如温度计、热量计等，对煤燃烧产生的热量进行精确测量。
可以根据所使用的仪器的原理和测量方法来选择合适的测量方式，如测量燃烧前后的温度差、通过测定燃烧过程中释放的热量等。
5.数据处理：根据实验所得的数据，进行计算和处理，得出煤的发热量值。
通常将测得的热量值除以煤样的质量，得到单位质量煤的发热量。
间接测热法是通过测量煤的一些性质来间接估算煤的发热量，常用的有全水分和灰分法、挥发分和灰分法、全碳和灰分法等。
具体步骤如下：1.实验前准备：选取代表性的煤样，将其破碎成均匀的颗粒状样品。
根据所要测定的性质，对煤样进行预处理，如去除水分、灰分等。
2.全水分和灰分法：将煤样置于特定温度下，并保持恒温一段时间，使其达到平衡状态。
然后测定煤样的湿重和干重，计算出煤的水分含量。
同时，将煤样进行加热，将其燃烧至完全燃尽，测定残渣的质量，计算出煤的灰分含量。
3.挥发分和灰分法：将煤样置于特定温度下，借助仪器对样品进行加热。
在一定温度范围内，测定煤样挥发分的质量变化，从而得知煤的挥发分含量。
同时，将煤样进行加热，将其燃烧至完全燃尽，测定残渣的质量，计算出煤的灰分含量。
4.全碳和灰分法：将煤样进行加热，进行煤的氧化炉燃烧反应，使其完全燃烧。
煤的发热量测定方法
煤的发热量测定方法煤是一种重要的能源资源，其发热量是衡量煤质优劣的重要指标之一、下面将介绍煤的发热量测定方法。
直接燃烧法是将待测煤样直接燃烧，通过测定生成烟气的温度和体积来计算煤的发热量。
这种方法测定简单、操作方便，但对设备要求较高，且易受其他因素干扰，不太精确。
间接燃烧法是将待测煤样进行失水处理，然后在控制的条件下进行煤气化，测定产生的燃气中的一氧化碳浓度，并通过计算燃气热量来推算煤的发热量。
具体操作步骤如下：1.样品制备：将待测煤样研磨成颗粒较小的粉末，然后通过筛网筛选出均匀的颗粒。
粉末的大小及分布应根据具体实验要求进行调整。
2.试样取量：取一定质量的煤样，称量并记录准确质量。
3.预处理：待测煤样需要进行事先处理。
常见的处理方法有干燥、失水、灼烧等。
这些处理方法的选择取决于实验要求以及待测煤样的特性。
4.燃烧装置设置：根据实验要求，设计并设置燃烧试验装置。
装置需要满足燃烧条件和温度、压力等控制要求。
5.试验测定：将经过预处理的煤样放入燃烧试验装置中，在控制的条件下进行燃烧。
6.数据处理：根据实验过程中测量到的温度、压力以及气体成分等数据，通过相应的计算方法来推算煤的发热量。
常见的推算方法有热量平衡法、热传导法等。
需要注意的是，煤的发热量与其含水率、灰分、挥发分和固定碳等成分有关。
因此，在测定煤的发热量时，还需要对煤样的成分进行分析，并在计算过程中进行相应的修正。
总结起来，煤的发热量测定方法主要有直接燃烧法和间接燃烧法。
这些方法在具体的实验过程中需要注意样品制备、预处理、燃烧装置设置和数据处理等步骤。
通过这些方法可以较为准确地测定煤的发热量，为煤的综合利用提供了重要的参考信息。
煤的发热量测定
煤的发热量测定（GB/T 213-2003）测定步骤1.恒温式热量计法按使用说书安装调节热量计在燃烧皿中称取粒度小于0.2mm的空气干燥煤样0.9g-1.1 g （称准到0.0002g）然烧时易于飞溅的试样.可用已知质量的搽镜纸包紧再进行侧试，或者先在压饼机中压饼并切成2-4mm的小块使用,不易燃烧完全的试样，可先在燃烧皿底铺一个石涂垫.或用石佛绒做衬垫。
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3.2 MPa，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.然后放人燃烧皿中。
取一段已知质堡的点火丝，把两端分别接在两个电极柱上.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皿.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当用锦线点火时，把棉线的一端固定在已连接到两电极注上的点火丝上(最好夹紧在点火丝的螺旋中)。
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，往氧弹中加人10ml蒸馏水。
小心拧紧氧弹盖，注意避免燃烧皿和点火丝的位置因受在震动而改变，往氧弹中缓缓充人氧气.直至压力到2.8 MPa-3.0 MPa，充氧时间不得少于15s :如果不小心充氧压力超过3.3 MPa ，停止试验.放掉氧气后，重新充氧至3. 2 MPa以下。
当钢瓶中氧气压力降到5.0 M Pa以下时，充氧时间应酌情量延长，压力降到4.0 M Pa以下时，应更换新的钢瓶氧气。
往内筒中加人足够的蒸溜水，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 mm-20 mm。
每次试验时用水量应与标定热容量时一致(相差1g以内)。
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.使终点时内筒比外筒温度高1K左右，以使终点时内筒温度出现明显下降。
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Q m q1 qn E H[(tn hn ) (t0 h0 ) C]
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热量计种类与结构原理
二、氧弹量热仪基本结构组成 结构：杯、连接环、盖、电极、密封圈 氧弹 性能：耐高温、耐高压、不漏气、无热效应 安全使用：水压试验、点火避开 内外筒 搅拌装置 普通精密温度计 玻璃水银温度计 温度计 贝克曼温度计 数显温度
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热容量及其标定
3.什么情况下要重新标定热量计的热容量? 热容量标定的有效期为3个月，但有如下情况发生时应 立即重新标定： a) 测定发热量时的内筒水温与热容量标定时的平均内筒 水温相差 5℃以上时； b) 更换量热温度计； c) 更换氧弹的较大部件，如氧弹盖、连接环等； d) 热量计经过较大的搬动； ★ 注： 如果热量计量热系统没有显著变化，重新标定热 容量值与前一次的热容量值相差大于0.25%。
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发热量的基本概念
3.热量单位的换算关系 1）cal/g与MJ/kg之间的换算 MJ/kg× 1000/4.1816= cal20 ℃ /g MJ/kg× 1000/4.1855= cal15 ℃ /g MJ/kg× 1000/4.1816= calIT /g
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一、热量计热容量的定义 所谓热容量，是指量热系统温度每升高1℃所需要吸收的 热量，以J/K（或J/ ℃ ）表示。 K：开尔文，热力学温度 单位 1.为什么要标定热量计的热容量？ 要想根据试验燃烧后水温的升高来计算试样的发热量，必 须首先知道水温升高1℃需要吸收多少热量。 在热量计的量热系统中，除了水吸收热量外，氧弹、内 筒、温度计和搅拌器都会吸热，其不同构件的吸热能力不 同（材料比热不同），不能用简单的累加计算的方法得到 其热容量。需采用已知热值的基准物如苯甲酸来实际标 定。所以正确地标定热容量，是保证发热量测定结果准确 可靠的必要前提。 2014-6-12 15
实验一 煤的发热量的测定
实验一煤的发热量的测定一、实验目的1、掌握“氧弹法”法测定煤的发热量的原理及方法。
2、掌握本法测定煤的发热量的条件。
取一定量的分析煤样在充满高压氧气的弹筒（浸没在装一定质量的水的容器——俗称内筒）内完全燃烧，生成的热被水吸收，水温升高，由水升高的温度，计算样品的发热量。
二、实验原理三、仪器及设备测定发热量的仪器称为“量热计”，其结构如图1所示。
量热计型号很多，根据水套温度的不同控制方式，可分成两种类型的量热计。
恒温式：以适当方式使外筒温度保持恒定不变，以便用较简便的计算公式来校正热交换的影响；绝热式：以适当方式使外筒温度在试验过程申始终与内筒保持一致，因而消除热交换。
11震荡器量热计应安置在完全不受阳光直射的单独房间内，室温稳定在15~35℃之间。
试验时应尽量保持温度恒定，每次测定的室温变化不应超过1℃。
量热计主要部件如下：1、氧弹：用优质不锈钢制成（其结构见图2）。
弹筒容积为250~300mL，经9.81×106Pa 水压试验证明无问题后方能使用。
氧弹针形阀不仅供充氧、抽气、排气用，同时又是点火电极一端，另一电极为弹体本身，两电极间采用聚四氟乙烯绝缘。
2、内筒：用优质不锈钢板制成，结构如图3所示。
内筒的装水量为2000～3000mL，应能浸没氧弹。
内筒内侧的半圆形竖筒为搅拌器室。
内筒置于外筒内，与外筒间距10mm，底部有绝缘支柱支撑。
内筒外表面应光亮，避免与外筒间的辐射作用。
3、外筒：由不锈钢板制成的夹层筒，外壁呈圆形。
夹层中充水并使水温保持恒定。
内表面也应光亮，避免辐射作用。
外筒有两个半圆形的胶木盖，盖上有孔，以插入温度计、搅拌器等。
设用自动恒温装置，控制水温在测试过程中稳定不变（0.1℃）。
4、搅拌器：搅拌内筒中的水，使样品燃烧生成的热尽快、均匀地分散。
搅拌器是螺旋浆式，用马达带动，转速一般为400~600转／分。
螺旋浆与马达之间用绝热材料连接，避免传热。
搅拌热不应超过125J。
煤的发热量测量实验
煤的发热量测量实验一、实验的目的和意义煤热值是煤的一个重要物理化学指标。
煤热值的大小直接影响着煤处理处置方法的选择。
本实验的目的是使学生掌握煤热值的测定方法，并在实验中培养学生动手能力，使其熟悉相关仪器设备的使用方法。
二、实验原理热化学中定义，１摩尔物质完全氧化时的反应热称为燃烧热。
对生活垃圾煤和无法确定相对分子质量的混合物，其单位质量完全氧化时的反应热称为热值。
图 2-12 氧弹卡计外形图 图 2-13 氧弹卡计剖面图 1—筒； 2—盖；3—小皿；4—出气道； 5—进气管作电极； 6—另一个电极测量热效应的仪器称为量热计（卡计）。
量热计的种类很多，本实验用氧弹卡计，图2-12为氧弹卡计外形图，图2-13为氧弹卡计剖面图。
测量基本原理：根据能量守恒定律，样品完全燃烧放出的能量促使氧弹卡计本身及其周围的介质（本实验用水）温度升高，通过测量介质燃烧前后温度的变化，就可以求算该样品的燃烧热值。
其计算式为(3000) 2.9v mQ C C L ρ=+ΔΤ−卡 式中 v Q ——燃烧热，g J ；ρ ——水的密度，2g cm ；C——水的比热容，J /(℃·g)；M——样品的质量，kg ；C 卡 ——为卡计的水当量，J /℃； L——为铁丝的长度，cm（其燃烧值为2.9Jcm ）；3000——实验用水量，mL 氧弹卡计的水当量C 卡一般用纯净苯甲酸的燃烧热来标定，苯甲酸的恒容燃烧热vQ =26460J 。
为实验的准确性，完全燃烧是实验成功的第一步。
要保证样品完全燃烧，氧弹中必须充足高压氧气（或者其他氧化剂），因此要求氧弹密封、耐高压、耐腐蚀，同时粉末样品必须压成片状，以免充气时冲散样品，使燃烧不完全而引起实验误差；第二步还必须使燃烧后放出的热量不散失，不与周围环境发生热交换而全部传递给卡计本身和其中盛放的水，促使卡计和水的温度升高。
为了减少卡计与环境的热交换，卡计放在一恒温的套壳中，故称环境恒温或外壳恒温卡计。
(完整word版)煤的发热量测定实验
实验报告实验名称：煤的发热量测定实验院系：能源动力与机械工程班级：热能1004班姓名：学号:同组人:实验日期:华北电力大学一、实验目的1. 掌握氧弹量热仪测量发热量的基本原理.2. 初步学会利用量热仪测量发热量的方法,巩固发热量的基本概念。
二、实验类型综合型。
三、实验仪器1、 氧弹（如图1—1，1-2）氧弹是一种圆筒型弹体.筒体密封严密，用耐热耐腐蚀不锈钢制成。
容积250～350mL ，筒内为试样燃烧空间,内充氧气，初压为2。
6～2。
8Mpa 。
图1—1 氧弹外观123 456 71－充气嘴2－密封圈3，7－电极杆4－点火丝压环5－坩埚支架6－挡火板图1-2 氧弹内部构造(氧弹芯)2、定温筒（如图1-3，1—4）121－内桶盖2－定温桶箱体图1-3 定温桶侧视图121－搅拌器 2－测温探头图1-4 内桶结构图3、 自动充氧器（如图1—5)1－氧气压力表 2－气嘴(充氧时与氧弹连接） 3－充氧手柄 4－氧弹定位盘 5－进氧接头(通过导氧管与氧气减压阀连接） 6－气门芯安装孔图 1—5 自动充氧器4、 计算机、打印机及其测控软件（如图1-6)21612 345SDACM5000定图1-6 控制系统图5、燃烧皿（金属制）6、氧气瓶：表压为012.8MPa.7、压力表和氧气导管压力表有两个表头组成一个指示氧气瓶的压力一个指示充氧时氧弹内的压力，表头上装有减压阀和保险阀。
压力表通过内景1～2mm的无缝铜管与氧弹相连,以便导入氧气8、电子分析天平（感量0.1mg）9、电子秤:量程5。
0kg,精度为0.5g。
10、干燥器11、试剂：氧气，苯甲酸12、材料:1、点火丝，直径0。
1mm左右的铂、铜、镍铬丝或其他一直热值的金属丝。
(各种点火丝的热值如下：铁丝:6700J/g;镍铬丝：1400J/g；铜丝：2500J/g）2、蒸馏水或去离子水四、实验原理在氧弹中,在充有过量氧气的情况下（氧气的初始压力为2。
6～。
8MPa)燃烧单位质量的煤所产生的热量称为弹筒发热量Q DT,再通过进一步计算便得到煤的发热量.1、基本原理把一定量的煤试样置于充有过量氧气的氧弹筒内完全燃烧。
煤的发热量测定
煤的发热量测定一、目的：（1）掌握煤的发热量测定原理及自动恒温式热量计测定煤发热量的步骤和方法。
（2）了解热容量及仪器常数的标定方法。
二、方法原理：一定量的分析试验在氧弹热量计中，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筒发热量。
三、试剂和材料：氧气、点火丝。
四、仪器和设备：（1）、自动恒温式热量计仪器结构：自动恒温式热量计由燃烧氧弹、内筒、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，其量热系统被包围在充满水的双层夹套中。
（2）附属设备：燃烧皿、压力表和氧气导管、电子天平。
五、实验步骤：（1）按仪器说明安装和调节热量计。
（2）在燃烧皿中称取粒度小于0.2mm的空气干燥煤样0.9～1.1g（称准到0.0002g），然后将燃烧皿装入氧弹的坩埚架上。
（3）取一段已知热值的点火丝，两端分别接在氧弹的两个电极柱上，弯曲点火丝使之插入煤样内部，但点火丝不能接触燃烧皿，以免造成短路而导致点火失败，甚至烧毁燃烧皿。
（4）往弹筒中加入10ml蒸馏水。
小心拧紧氧弹盖，注意避免燃烧皿和点火丝的位置因受振动而改变。
（5）按仪器操作说明完成剩余实验步骤到实验结束，并记录好相关数据。
（6）结束实验后，开启放气阀，放出燃烧废气，取出氧弹后打开，仔细观察燃烧皿和弹筒内部，之后对仪器进行整理即可。
六、实验结果：煤的发热量测定七、注意事项：（1）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连接处等。
（2）当钢瓶中氧气压力降到5.0MPa以下时，充氧时间应适当延长；压力降到4.0MPa以下时，应更换新的钢瓶氧气。
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烧试样； ⑸、经过一定时间后，坩埚内的试样燃烧完毕。 ⑹、试样燃烧发出的热量被弹体吸收，并传给桶内的水。
5、手持充氧仪
充氧仪外观
减压阀外观
手 持 式 充
氧
仪 结 构 剖
视
图Hale Waihona Puke 6、计算机软件计算机软件说明
⑴、功能说明
本系统计算机软件可分为主要功能和辅助功能两部分。 主要功能包括： § 硬件调试------调试仪器的泵阀、搅拌、点火等功能； § 设置------实验开始后设置有关初始参数； § 测试-----自动控制量热仪完成整个测试过程； § 数据处理-----测试过程完成后进行计算、存储、打印、备份等 。 辅助功能包括：查看和帮助。
⑺、收到基恒压低位发热量：由空干基恒容高位发热量计算得 来。计算收到基恒压低位发热量，还需知道煤中氧和氮的含量。
收到基恒压低位发热量是衡量锅炉煤耗的指标之一。恒容 和恒压发热量的差别比较小（恒容发热量略大），一般在工业 应用中可以忽略。 由恒容高位发热量计算恒压低位发热量的公式如下：
式中：Qnet.p.ar ---收到基煤样恒压低位发热量（J/g） Qgr.v.ad----空干基煤样恒容高位发热量（J/g） Had ----空干基煤样含氢的质量分数（%） Mad -----空干基煤样含水的质量分数（%） Mar -----收到基煤样含水的质量分数（%） Oad、Nad---空干基煤样氧、氮含量（%）
⑷、空干基恒容高位发热量：由弹桶发热量计算得来。 空干基恒容高位发热量，等于弹筒发热量减去空干基煤样
中的Sad和Nad在形成液态硫酸和硝酸时放出的生成热。
计算公式：
式中：Qgr.v.ad ---空干基煤样恒容高位发热量（J/g） Qb.ad-----煤试样弹筒热量（J/g） 94.1-----空干基煤样中每1.00%硫的校正值（J/g） Sb.ad-----由弹桶洗液测得的 含硫量（%）。当全硫低于4.00% 或发热量大于14600J/g时，可用全硫(St.ad)代替。 a --------硝酸形成热校正系数。 Qb.ad≤16700J/g，a=0.0010 16700<Qb.ad≤25100J/g，a=0.0012 Qb.ad>25100J/g，a=0.0016
煤的发热量测定 实验
目录
一、课程目的及重点 二、仪器结构及工作原理 三、测量原理及测量方法 四、实验步骤 五、安全注意事项 六、复习题
一、课程目的及重点
☆ 课程目的
⑴ 了解自动恒温量热仪的结构和工作原理； ⑵ 掌握煤发热量的测量原理和方法； ⑶ 初步具备独立完成煤发热量测量的能力。
☆ 重点
– 学习重点：仪器结构；测量原理。 – 操作重点：点火丝安装；氧弹充氧。
⑹、收到基恒容低位发热量：由空干基恒容高位发热量计 算得来。
恒容高位发热量减去煤中水分M和氢H完全燃烧时生成 的水的凝结热，就是恒容低位发热量。
计算公式：
式中：Qnet.v.ar ---收到基煤样恒容低位发热量（J/g） Qgr.v.ad----空干基煤样恒容高位发热量（J/g） Had ----空干基煤样含氢的质量分数（%） Mad -----空干基煤样含水的质量分数（%） Mar -----收到基煤样含水的质量分数（%）
⑸、干基恒容高位发热量： 由空干基恒容高位发热量计算得来。 干基恒容高位发热量是评价商品煤质量的指标之一，
所以测量结果中应给出该值。
计算公式：
式中：Qgr.v.d -----干基煤样恒容高位发热量（J/g） Qgr.v.ad-----空干基煤样恒容高位发热量（J/g） Mad -----空干基煤样含水百分数
⑶、弹筒发热量：单位质量试样在氧弹中完全燃烧时所放出 的热量。单位为J/g。 弹桶发热量由实际测量得来。
原理：
测量 公式：
式中： Qb.ad ----空气干燥基煤样燃烧的弹筒发热量（J/g） E -----量热体系热容量（J/K） t0、tn----煤试样燃烧前、后水的温度值（K） C -----冷却校正值（K） g1 ------点火热（J） q2 ------添加物如纸等的发热量（J） m ------煤试样重量（g）
原理：
测量公式：
式中：E -----量热体系热容量（J/K）
Q -----苯甲酸燃烧的标称发热量（J/g） m -----苯甲酸重量（g） q1 ------点火热（J） qn ------苯甲酸燃烧时的硝酸形成热（J）=Q ×m ×0.0015 t0、tn---苯甲酸燃烧前、后水的温度值（K） C ------冷却校正值（K）
☆ 难点
– 对工作原理和测量原理的理解。 – 高位、低位发热量计算的理论依据。
二、仪器结构及工作原理
1、主要测量仪器
★自动恒温量热仪； ★计算机系统； ★电子天平。
一台计算机可以同时控制两台量热仪
2、辅助设备及工具
– 氧气瓶（带减压阀、输氧管） – 手持式充氧仪 – 放气阀 – 压饼机 – 干燥器 – 10ml量筒 – 扳手、镊子、剪刀、改锥等工具
⑵、操作说明
本软件操作界面简洁、友好，按钮种类不多，且位置明显。只 要按界面提示进行操作，操作使用比较容易掌握。
三、测量原理及测量方法
1、基本概念和公式
⑴、标准热值燃烧物：苯甲酸。1克苯甲酸在氧弹内完全 燃烧能产生26465焦耳的热量。
⑵、热容量：使量热体系温度每升高1K所需吸收的热量。 单位为J/K。由苯甲酸在氧弹内完全燃烧进行标定。
计算机发来的控制命令； ⑸ 、量热仪控制板提供仪器电源，并控制泵阀、搅拌、点火
等执行部件。
4、氧弹结构及工作原理
氧弹外观
氧弹弹芯
氧 弹 结 构
剖
视 图
氧弹工作原理
⑴、旋紧上端大螺帽时，螺帽压紧弹芯上的O型密封圈，以 保证氧弹的密封性；
⑵、通过弹头上的逆止阀，向弹桶内充氧气或放乏气； ⑶、弹芯的芯体和芯座之间装有绝缘套，以保证引入点火
3、台式量热仪结构及工作原理
台式量热仪结构剖视图
量热仪工作原理
⑴、在密闭的氧弹中，充有过量氧气的条件下，试样能保证达 到完全燃烧；
⑵、氧弹放置在内桶水中，试样燃烧释放出的热量，完全被水 吸收；
⑶、量热体系水的温升，准确反映了试样的发热量； ⑷ 、量热仪主板将感温探头的信号传给计算机，接收并识别