㈠ 如何测定液体燃烧热
有机物的燃烧焓△cHm是指1摩尔的有机物在P时完全燃烧所放出的热量,通常称燃烧热.燃烧产物指定该化合物中C变为CO2 (g),H 变为H2O(l),S变为SO2 (g),N变为N2 (g),Cl变为HCl(aq),金属都成为游离状态.
燃烧热的测定,除了有其实际应用价值外,还可用来求算化合物的生成热,
化学
反应的 反应热和键能等.?
量热方法是热力学的一个基本实验方法.热量有 Qp 和 Qv 之 分.用氧弹热量计测得的是恒容燃烧热Qv;从手册上查到的燃烧热数值都是在298.15K,10 1.325kPa条件下,即标准摩尔燃烧焓,属于恒压燃烧热Qp.由热力学第一定律可知,Qv=△U;Qp=△H.若把参加反应的气体和反应生成的气体都作为理想气体处理,则它们之间存在 以下关系:
△H=△U+△(PV) Qp=Qv+△nRT
式中,△n为反 应前后反应物和生成物中气体的物质的量之差;R为气体常数;T为反应的热力学温度.
在本实验中,设有mg物质在氧弹中燃烧,可使Wg水及量热器本身由T1升高到T2 , 令Cm代表量热器的热容,Qv为该有机物的恒容摩尔燃烧热,则:
|Qv|=(Cm+W)(T2 - T1)·M / m
式中,M为该有机物的摩尔质量.
该有机物的燃烧热则为:?
△cHm =△rHm=Qp=Qv+△nRT
= -M (Cm+W)(T2 - T1)/ m+△nRT
由上式,我们可先用已知燃烧热值的苯甲酸,求出量热体系的总热容 量(Cm+W)后,再用相同方法对其它物质进行测定,测出温升△T=T2 - T1,代入上式,即可 求得其燃烧热.
3 仪器 试剂
GR3500型氧弹热量计 1套 直尺 1把 精密电子温差测量仪 1台 剪刀 1把氧气钢瓶 1个 万用电表 1个氧气减压阀 1个 台秤 1台压片机 1台 引燃专用丝
容量瓶(1000mL,500mL)各 1个 苯甲酸(分析纯)
萘(分析纯)
4 实验步骤
测定热量计的水当量(即总热容量)
① 压片
用台秤预称取0.9g~1.1g的苯甲酸,在压片机上压成圆片.样片压得太紧,点火时不易全部燃烧;压得太松,样品容易脱落.将压片制成的样品放在干净的滤纸上,小心除掉有污染和易脱落部分,然后在分析天平上精确称量.
装氧弹
a 截取20 cm的镍铬燃烧丝,在直径约3mm的玻璃棒上,将其中段绕成螺旋形5圈~6圈.
b 将氧弹盖取下放在专用的弹头座上,用滤纸擦净电极及不锈钢坩埚.先放好坩埚,然后用镊子将样品放在坩埚正中央.将准备好的燃烧丝两端固定在电极上,并将螺旋部分紧贴在样品的上表面,然后小心旋紧氧弹盖.用万用表检查两电极间的电阻值,一般不应大于20Ω.
充氧气
充气前先用扳手轻轻拧紧氧弹上的放气阀.
第二,用手拧掉氧弹上的充气阀螺丝,将氧气钢瓶上的充气管螺丝拧入充气阀,用扳 手轻轻拧紧.检查氧气钢瓶上的减压阀,使其处于关闭状态,再打开氧气钢瓶上的总开关. 然后轻轻拧紧减压阀螺杆(拧紧即是打开减压阀),使氧气缓慢进入氧弹内.待减压阀上的减压表压力指到1.8MPa~2.0MPa之间时停止,使氧弹和钢瓶之间的气路断开.这时再从氧弹上取下充气螺丝,并将原来氧弹上的充气阀螺丝拧回原处.充气完毕关闭氧气钢瓶总开关,并 拧松压阀螺杆.
安装热量计:热量计包括外筒,搅拌马达,内筒和控制台等.
先放好内筒,调整好搅拌,注意不要碰壁.将氧弹放在内筒正中央,接好点火插 头,加入3000mL自来水.插入精密电子温差测量仪上的测温探头,注意既不要和氧弹接触,又不要和内筒壁接触,使导线从盖孔中出来,安装完毕.再次用万用表检查电路是否畅通.
数据测量:打开搅拌,稳定后打开精密电子温差测量仪,监视内筒温度. 待温度基本稳定后开始记录数据,整个数据记录分为三个阶段:
a 初期:这是样品燃烧以前的阶段.在这一阶段观测和记录周围环境和量热体系在试验开始温度下的热交换关系.每隔1分钟读取温度1次,共读取6次.
b 主期:从点火开始至传热平衡称为主期.
在读取初期最末1次数值的同时,旋转点火旋钮即进入主期.此时每0 .5min读取温度1次,直到温度不再上升而开始下降的第1次温度为止.
c 末期:这一阶段的目的与初期相同,是观察在试验后期的热交换关系.此阶段仍是每0.5min读取温度1次,直至温度停止下降为止(约共读取10次).
停止观测温度后,从热量计中取出氧弹,缓缓旋开放气阀,在5min左右放尽气体,拧开并取下氧弹盖,氧弹中如有烟黑 或未燃尽的试样残余,试验失败,应重做.实验结束,用干布将氧弹内外表面和弹盖擦净,最好用热风将弹盖及零件吹干或风干.
萘的燃烧热的测定:称取0.8g~1g 萘,用同样的方法进行测定.
5 数据处理
(1) 用雷诺法校正温差.具体方法为:将燃烧前后观察所得的一系列水温和时间关系作图,得一曲线,如图Ⅱ-1-1所示.
图Ⅱ-1-1 雷诺温度校正图 图Ⅱ- 1-2 绝热良好情况下的雷诺校正图
图中H点意味着燃烧开始,热传入介质;D点为观察到的最高温度值;从相当于室温的J点作水平线交曲线与I,过I点作垂线ab,再将FH线和GD线延长并交ab线于A,C两点,其间的温度差值即为经过校正的△T.图中Ⅱ-1-1A A′为开始燃烧到温度上升至室温这一段时间△t1内,由环境辐射和搅拌引进的能量所造成的升温,故应予扣除.CC′为由室温升到最高点D这一段时间△t2内,热量计向环境的热漏造成的温度降低,计算时必须考虑在内,故可认为,AC两点的差值较客观地表示了样品燃烧引起的升温数值.
在某些情况下,热量计的绝热性能良好,热漏很小,而搅拌器功率较大,不断引进的能量使得曲线不出现极高温度点,如图Ⅱ-1-2.校正方法相似.
用公式法校正温差:
①量结果按下列公式计算:
K=(Q·a+gb) / 〔(T-T.)+△t〕
式中 K——量热体系的热容量;
Q——苯甲酸的热值( J·g-1);
a——苯甲酸的重量(g);
g——燃烧丝的热值(J·g-1);
b——实际消耗的引火丝重量(g );
T——直接观测到的主期的最终温度;
T0——直接观测到的主期的最初温度;
t——热量计热交换校正值.
② 热量计热交换校正值△t,用奔特公式计算:
△t=m(v+v1) / 2+v1r
式中: v——初期温度变率;
v1——末期温度变率;
m——在主期中每0.5min温度上升不小于0.3℃的间隔数,第一间隔不管温度升高多少度都计入m中;
r:在主期每半分钟温度上升小于0.3℃的间隔数;
③记录及计算示例:
室 温 :22.3℃;
外筒温度:22.5℃;
内筒温度:21.8℃;
苯甲酸热值:26465J·g-1
6 注意事项
(1) 试样在氧弹中燃烧产生的压力可达14MPa. 因此在使用后应将氧弹内部擦干净,以免引起弹壁腐蚀,减少其强度.
(2) 氧弹,量热容器,搅拌器在使用完毕后,应用干布擦去水迹,保持表面清洁干燥.
(3) 氧气遇油脂会爆炸.因此氧气减压器,氧弹以及氧气通过的各个部件,各连接部分不允许有油污,更不允许使用润滑油.如发现油垢,应用乙醚或其它有机溶剂清洗干净.
坩埚在每次使用后,必须清洗和除去碳化物,并用纱布清除粘着的污点.
7.思考题
(1) 固体样品为什么要压成片状 如何测定液体样品的燃烧热
(2) 根据误差分析,指出本实验的最大测量误差所在.
(3) 如何用萘的燃烧热数据来计算萘的标准生成热
㈡ 铅弹以速度v=200m/s 射入木块后停在木块中,木块没有移动.增加的内能的80%使铅弹的温度升高,铅弹温度升
由题意可知铅弹的动能完全转化为木块和铅弹的内能,可得:
Ek=
1 |
2 |
0.8U |
Cm |
0.8×
| ||
Cm |
0.8×
| ||
1.3×102 |
㈢ 液化石油气瓶在多高温度下会引起爆炸
液化石油气钢瓶多高温度下爆炸取决于钢瓶的型号和里面的液量。以最常见的15Kg气瓶为例。当正常充装时,里面液大约是14.5(+或-0.5)Kg,气瓶设计温度是60度,60摄氏度时顶部还有大约5%的气相空间。随着温度的升高液体膨胀大于压缩,最后达到满液,即瓶内完全是液相。此时随着温度的升高每升一度大约气瓶拉应力增加1到3MPa,而钢瓶的爆破极限大约是10MPa左右(取决于钢材的批次和厂家,不同的厂家出厂的板材厚度负偏差略有不同,即使是同批钢材,不同的制造厂家采用的设备和热处理温度不同,也会有差别)。
综上所述气瓶爆破主要取决于充装量。
正常充装的气瓶超过60度就存在着爆破的危险。此爆炸先是气体的强度失效,局部出现裂纹,即气瓶爆破,液相气体瞬间大量气化即物理爆炸。好象目前还没有人进行过类似的试验,具体多少度因为太复杂很难说。我估计应该是100度(整瓶温度,不是局部温度)左右。
现实生活中由于过量充装,发生过在39度(环境温度)就爆炸的案例,当场炸死1人。
㈣ CO2在钢瓶里是气态还是液态
一直以来,对co2气瓶冲装存在疑问,有说不能灌入液态co2,有说冲装系数是0.6kg/L,有说co2临界温度是31度的,小弟一直对此不解,如果灌入都是气态co2,那在31度以下时,一升的空间内能存在0.6kg的气态co2吗?
问:二氧化碳气瓶公称工作压力为15Mpa,充装结束时的压力也不过是7~8Mpa,远低于公称工作压力,为什么强调“严禁超装”,必须按0.6kg/L标准充装?
答:在瓶装气体中属于高压液化气体,其临界温度为31℃,当温度低于31℃时加压即可液化,当温度等于或高于31℃,瓶内液态二氧化碳就转化为气态二氧化碳。
按0.6kg/L标准充装二氧化碳时,在温度接近31℃时,瓶内呈现的压力是气—液共存状态下, 液体界面上的饱和蒸汽压力为7.39Mpa。当温度达到或超过31℃时,则发生液体向气体的相变,瓶内压力不再是二氧化碳饱和蒸汽压的延伸,而是液态二氧化碳大量汽化而骤然上升的压力。此时表征瓶内的压力状况,实质上和永久气体一样。当温度继续升到54℃时,瓶内压力约增至15Mpa,与气瓶公称工作压力相当。由于瓶内二氧化碳具有这些特点,为保证气瓶在充装、储存、运输和使用时的安全,应严格按规定的充装系数进行充装。
气瓶是一个独立的无绝热层的薄壁密闭容器,瓶内二氧化碳的压力不仅与温度有关,而且与充装量有关。气瓶的公称工作压力,对于永久气体气瓶是指20℃时所充装气体的限定充装压力,充装量是以压力计量;对于盛装二氧化碳等高压液化气体的气瓶是指温度为60℃时瓶内气体压力的限定值,充装量是以重量计量。若不按0.6kg/L标准充装,而采取超量充装,瓶内的气相空间相应减小,随着温度的升高,液态二氧化碳的体积相应膨胀,气相空间继续减小,最终造成瓶内“满液”和气相空间消失。
CO2气瓶冲装知识
瓶内出现满液现象,其压力不再是饱和蒸汽压,而是液态二氧化碳体积膨胀的胀力。此胀力远大于饱和蒸汽压。液态二氧化碳的体积膨胀系数较大,在-5~35℃范围内,温度每升高1℃,瓶内压力相应升高0.314~0.834Mpa,所以超装很容易使气瓶超压爆炸。
㈤ 钢瓶内液态液化石油气的饱和蒸汽压按绝对压力计一般为
钢瓶内液态液化石油气的饱和蒸汽压按绝对压力计一般为70~800kPa。
在密闭条件中,在一定温度下,与固体或液体处于相平衡的蒸汽所具有的压强称为饱和蒸气压。同一物质在不同温度下有不同的饱和蒸气压,并随着温度的升高而增大。纯溶剂的饱和蒸气压大于溶液的饱和蒸气压;对于同一物质,固态的饱和蒸气压小于液态的饱和蒸气压。
(5)钢瓶温度计算法扩展阅读
液化石油气主要是碳氢化合物所组成的,其主要成分为丙烷、丁烷以及其他的烷烃等。当然,液化石油气的成分组成也是有标准的,并不是该成分组成的所有物质都可以称为液化石油气,只有气体组成成分丙烷加丁烷百分之比超过百分之六十才可以被称为液化石油气。
当然,并不是所有的标准都是一样的,在国外,他们对于液化石油气的规定就比较讲究,它的定义需要根据季节的变化来对丙烷和丁烷的成分进行调整。
但是我国的液化石油气只要是对家庭进行使用,由此便没有那么多的讲究,如果是要将其运用到工业上来,就需要对液化石油气的组成标准制定进一步更加细化的配比规则了。
㈥ 生物质燃料的发热量怎么检测
生物质燃料发热量的检测方法:
1 范围
本标准规定了生物质燃料的高位发热量的测定方法和低位发热量的计算方法
2 单位和定义
2.1 热量单位
热量的单位为焦耳(J)
1焦耳(J)=1牛顿(N)×1米(m)=1牛·米(N·m)
发热量测定结果以兆焦每千克(MJ/kg)或焦耳每克(J/g)表示。
2.2 弹筒发热量
单位质量的固体生物质燃料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。
2.3 恒容高位发热量
单位质量的固体生物质燃料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、液态水和固态灰,且所有产物都在标准温度下所放出的热量。
恒容高位发热量即由弹筒发热量减去硝酸生成热和硫酸校正热后得到的发热量。
2.4 恒容低位发热量
单位质量的固体生物质燃料在恒容条件下燃烧,在燃烧产物中所有的水都保持气态水的形态(0.1MPa),其它产物与恒容高位发热量相同,并都在标准温度下的固体生物质燃料的发热量。
2.5 恒压低位发热量
单位质量的固体生物质燃料在恒压条件下燃烧,在燃烧产物中所有的水都保持气态水的形态(0.1MPa),其它产物与恒压高位发热量相同,并都在标准温度下的固体生物质燃料的发热量。
2.6 热量计的有效热容量
量热系统产生单位温度变化所需的热量(简称热容量)。通常以焦耳每开尔文(J/K)表示。
3 原理
3.1 高位发热量
生物质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,进行过量氧气燃烧,氧弹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筒发热量。
从弹筒发热量中扣除硝酸生成热和硫酸校正热(硫酸与二氧化硫形成热之差)即得高位发热量。
3.2 低位发热量
生物质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固体生物质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固体生物质燃料样中氧和氮的含量。
4 实验室条件
4.1 进行发热量测定的实验室,应为单独房间,不得在同一房间内同时进行其他试验项目。
4.2 室温应保持相对稳定,每次测定室温变化不超过1℃,室温以不超过15℃~30℃范围为宜。
4.3 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。
4.4 实验室最好朝北,以避免阳光照射,否则热量计应放在不受阳光直射的地方。
5 试剂和材料
5.1 氧气(GB 3863): 99.5%纯度,不含可燃成分,不允许使用电解氧。
5.2 苯甲酸: 基准量热物质,二等或二等以上,经权威计量机关检定或授权检定并标明标准热值。
5.3 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,不涂腊的白棉线。各种点火丝点火时放出的热量如下:
铁丝:6700 J/g
镍铬丝:6000 J/g
铜丝:2500 J/g
棉线:17500 J/g
5.4 擦镜纸 :使用前先测出燃烧热:抽取3张~4张纸,团紧,称准质量,放入燃烧皿中,然后按常规方法测定发热量。取3次结果的平均值作为擦镜纸热值。
6 仪器设备
6.1 热量计
6.1.1 总则
热量计是由燃烧氧弹、内筒、外筒、搅拌器、温度传感器和试样点火装置、温度测量和控制系统以及水构成
热量计的精密度和准确度要求为,测试精密度:5次苯甲酸测试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/g。
注:除燃烧不完全的结果外,所有的测试结果不能随意舍弃。
6.1.2 氧弹
由耐热、耐腐蚀的镍铬合金钢制成,需要具备3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;
c) 试验过程中能保持完全气密。
弹筒容积为250mL~350 mL,弹头上应装有供充氧和排气的阀门以及点火热源的接线电极。
新氧弹和新换部件(弹桶、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,如发现显着磨损或松动,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,每一个氧弹都必须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事故。
6.1.3 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2000 mL~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,以减少与外筒间的辐射作用。
压力表通过内径1mm~2mm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,必须依次用苯和酒精清洗,待风干后再用。
6.2 分析天平:感量 0.1mg 。
6.3 工业天平:载量 4 kg~5 kg,感量1g。
7 测定步骤
7.1 概述
发热量的测定由两个独立的实验组成,即在规定的条件下基准量热物质的燃烧实验(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(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性,以便在燃烧反应期间内对热量计内筒和外筒间的热交换进行校正。初期和末期的时间应足够长。
7.2 恒温式热量计法
7.2.1按使用说明书安装调试热量计
7.2.2 在燃烧皿中称取粒度小于0.2 mm的空气干燥生物质燃料样0.9~1.1 g(称准到0.0002 g)。
燃烧时易于飞溅的试样,可用已知质量的擦镜纸包紧再进行测试,或先在压饼机中压饼并切成2 mm~4 mm的小块使用。不易燃烧完全的试样,可先在燃烧皿底部铺上一个石棉网,或用石棉绒做衬垫(先在皿底铺上一层石棉绒,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,然后放入燃烧皿中。
7.2.3 取一段已知质量的点火丝,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(对易飞溅和易燃的样品);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10 ml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,往氧弹中缓缓充入氧气,直至压力到2.8MPa~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,停止实验,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 MPa以下时,充氧时间应酌量延长,压力降至4.0 MPa以下时,应更换新的氧气瓶。
7.2.4 往内筒中加入足够的蒸馏水,使氧弹盖的顶面(不包括突出的进、出气压力阀和电极)淹没在水面下10mm~20mm。每次实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修正。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。外筒温度应尽量靠近室温,相差不得超过1.5K。
7.2.5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,即可把内筒放在外筒的绝缘架上;如有气泡出现,则表明漏气,应找出原因,加以纠正,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,并盖上外筒的盖子。
注 :一 般 热量计由点火到终点的时间为8min-10min。对一台具体热量计,可根据经验恰当掌握。
7.2.6 实验结束,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。
量出未烧完的点火丝长度,以便计算实际消耗量。
用蒸馏水充分冲洗氧弹内各部分、放气阀,燃烧皿内外和燃烧残渣。把全部洗液(共约100m L)收集在一个烧杯中供测硫使用。
8 测定结果的计算
8.1点火热校正
在熔断式点火法中,应由点火丝的实际消耗量(原用量减掉残余量)和点火丝的燃烧热计算试验中点火丝放出的热量。
在棉线点火法中,首先算出所用一根棉线的燃烧热(剪下一定数量适当长度的棉线,称出它们的质量,然后算出一根棉线的质量,再乘以棉线的单位热值),然后确定每次消耗的电能热。
注:电能产生的热量(J)=电压(V)× 电流(A)× 时间(S).
二者放出的总热量即为点火热。
8.2 高位发热量的计算
8.2.1 试验结束后,空气干燥生物质燃料样的弹筒发热量Qb,ad仪器会自动显示在相应表格内。
8.2.2 按式(2)计算空气干燥生物质燃料样的恒容高位发热量Qgr,ad
Qgr。ad =Qb,ad -(94.1Sb,ad+aQb,ad) ---------(2)
式中 :
Qgr,ad—空气干燥生物质燃料样的恒容高位发热量,单位为焦耳每克(J/g);
Qb,ad— 空气干燥生物质燃料样的弹筒发热量,单位为焦耳每克(J/g);
Sb,ad— 由弹筒洗液测得的生物质燃料的含硫量,单位为百分数(%);当全硫含量低于4.00%时,或发热量大于 14 .60 M J/ kg 时 , 用 全硫代替Sb,ad ;
94. 1— 空气干燥生物质燃料样中每1.00%硫的校正值,单位为焦耳(J);
a— 硝酸生成热校正系数:
当 Qb ≤16 .7 0M J /kg a= 0. 0010 ;
当 16 .7 0M J /kg < Q b< 25 .1 0 M J/kg,a=0.00 12 ;
当Q b > 25 .10 M J/ kg ,a= 0. 0016 。
加助燃剂后,应按总释热量考虑。
在需要测定弹筒洗液中硫Sb,ad的情况下,把洗液煮沸2 -3m in,取下稍冷后,以甲基红 (或相应的混合指示剂)为指示剂,用氢氧化钠标准溶液滴定,以求出洗液中的总酸量,然后按式(3)计算出弹筒洗液硫Sb,ad (%) :
Sb,ad=(c×V/ m-aQb,ad/60)×1.6 ---------(3)
式中 :
c— 氢氧化钠标准溶液的物质的量浓度,单位mol/L;
V— 滴定用去的氢氧化钠溶液体积,单位为毫升(mL);
60— 相当1m mol硝酸的生成热,单位为焦耳(J);
m— 称取的试样质量,单位为克(g);
1.6 —将每摩尔硫酸1/2(H2SO4)转换为硫的质量分数的转换因子;
注:这里规定的对硫的校正方法中,略去了对生物质燃料样中硫酸盐的考虑。这对绝大多数生物质燃料来说影响不大,因生物质燃料的硫酸盐硫含量一般很低。但有些特殊生物质燃料样,硫酸盐硫的质量分数可达0.5%以上。根据实际经验,生物质燃料样燃烧后,由于灰的飞溅,一部分硫酸盐硫也随之落入弹筒,因此无法利用弹筒洗液来分别测定硫酸盐硫和其他硫。遇此情况,为求高位发热量的准确,只有另行测定生物质燃料中的硫酸盐硫或可燃硫,然后做相应的校正。关于发热量大于14. 60 M J /k g的规定,在用擦镜纸或掺苯甲酸的情况下,应按擦镜纸或掺添加物后放出的总热量来掌握。
9 热容量和仪器常数标定
9.1 在不加衬垫的燃烧皿中称取经过干燥和压片的苯甲酸,苯甲酸片的质量以0.9~1.1 g左右为宜。
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60℃~ 70℃烘箱中干燥3h~4h 。
9.2 苯甲酸也可以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。
9.3 试验结束后,打开氧弹,注意检查内部,如发现有炭黑存在,试验应作废。
9.4 热容量标定中硝酸生成可按式(4)求得:
qn=Q×m×0.001 5 ··················(4)
式中:
qn——硝酸的生成热,单位为焦耳(J);
Q——苯甲酸的标准热值,单位焦耳每克(J/g);
m——苯甲酸的用量,单位为克(g);
0.0015——苯甲酸燃烧时的硝酸生成热校系数。
9.5按照本标准第8.1条的方法进行必要的校正。
9.6 热容量标定一般应进行5次重复试验,计算5次重复试验结果的平均值和标准差S,其相对标准差不应超过0.20%,再补做一次试验,取符合要求的5次结果的平均值(修约至1J/K)作为该仪器的热容量,若任何5次结果的相对标准差都超过0.20%,则应对试验条件和操作技术仔细检查并纠正存在问题后,重新进行标定,舍弃已有的全部结果。
9.7 在使用新型热量计前,需确定其热容量的有效工作范围。方法是:用苯甲酸至少进行8次热容量标定试验,苯甲酸片的质量一般从0.7g至1.3g,或根据被测样品可能涉及的热值范围(温升)确定苯甲酸片的质量。
9.8 热容量标定值的有效期为3个月,超过此期限时应重新标定。但有下列情况时,应立即重测:
9.8.1更换量热温度计;
9.8.2更换热量计大部件如氧弹头、连接环(由厂家供给的或自制
的相同规格的小部件如氧弹的密封圈、电极柱、螺母等不在此列);
9.8.3标定热容量和测定发热量时的内筒温度相差超过5K;
9.8.4热量计经过较大的搬动之后。
如果热量计量热系统没有显着改变,重新标定的热容量值与前一次的热容量值相差不应大于0.25%,否则,应检查试验程序,解决问题后再重新进行标定。
10 结果的表述
弹筒发热量和高位发热量的结果计算到1J/g,取高位发热量的两次重复测定的平均值,按GB/T 483数字修约到最接近的10J/g的倍数,按J/g或MJ/kg的形式报出。
11方法的精密度
发热量测定的重复性和再现性如表2规定:
12 低位发热量的计算
12.1 恒容低位发热量
工业上是根据生物质燃料的收到基低位发热量进行计算和设计,生物质燃料的收到基恒容低位发热量的计算方法如式(13):
式中:
Qnet,v,ar——生物质燃料的收到基恒容低位发热量,单位为焦耳每克(J/g);
Qgr,v,ad——生物质燃料的空气干燥基恒容高位发热量,单位为焦耳每克(J/g);
Mt——生物质燃料的收到基全水分,单位为百分数(%);
Mad——生物质燃料的空气干燥基水分,单位为百分数(%);
Had——生物质燃料的空气干燥基氢含量,单位为百分数(%)。
12.2 恒压低位发热量
由弹筒发热量算出的高位发热量和低位发热量都属恒容状态,在实际工业燃烧中则是恒压状态,严格地讲,工业计算中应使用恒压低位发热量。如有必要,恒压低位发热量可按式(14)计算:
式中:
Qnet,p,ar——生物质燃料的收到基恒压低位发热量,单位为焦耳每克(J/g);
Oad——生物质燃料的空气干燥基氧含量,单位为百分数(%);
Nad——生物质燃料的空气干燥基氮含量,单位为百分数(%)。
其余符号意义同前
13 各种不同基的生物质燃料的发热量换算
13.1 高位发热量基的换算
生物质燃料的各种不同基的高位发热量按式(16)、式(17)、式(18)换算:
式中:
Qgr——高位发热量,单位为焦耳每克(J/g);
Aad——空气干燥基生物质燃料样的灰分,单位为百分数(%);ar,ad,d,daf——分别代表收到基、空气干燥基、干燥基和干燥无灰基。
其余符号意义同前。
13.2 低位发热量基的换算
生物质燃料的各种不同水分基的恒容低位发热量按式(19)换算:
式中:
Qnet,v,m——水分为M的生物质燃料的恒容低位发热量,单位为焦耳每克(J/g);
M——生物质燃料样的水分,单位为百分数(%);
干燥基时M=0,空气干燥基时M=Mad,收到基时,M=Mt。
其余符号意义同前。
14 试验报告
试验结果报告应包括以下信息:
a)试样编号;
b)依据标准;
c)试验结果;
d)与标准的任何偏离;
e)试验中出现的异常现象;
f)试验日期;
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1.定量加氟:在三通截止阀工艺口连接好三通阀、压力表、加氟软管、氟瓶或真空泵等。放氟抽真空后,开始慢慢加氟。用台秤等较精确的计量工具称重,当氟瓶内氟的减少量等于空调铭牌上的标准加氟量时,关闭氟瓶阀门。
2.测电流:将空调设置于制冷或制热高速风状态(变频空调设置于试运转状态)下运转,在低压截止阀工艺口处,边加氟边观察钳形电流表变化,当接近空调铭牌标定的额定工作电流值时,关闭氟瓶阀门。此时,让空调继续运转一段时间,当制冷状态下室温接近27℃或制热状态下室温接近20℃时,再考虑室外机空气温度、电网电压高低等影响额定工作电流的因素,同时微调加氟的量使之达到额定工作电流值,做到准确加氟。要进行微调的原因是因为空调铭牌标定的额定工作电流值是空调厂家在以下工况条件测试的数据:制冷状态,电源电压220V或380V时风扇高速风,室内空气温度27℃,室外机空气温度35℃;制热状态,电源电压220V或380V时风扇高速风,室内空气温度20℃,室外机空气温度7℃。
实践总结的微调数据是:制冷状态下,以室外机空气温度35℃为标准,室外温度每升高或降低1℃,增加或减少额定工作电流值的1.4%;制热状态下,以室外机空气温度7℃为标准,室外温度每升高或降低1℃,增加或减少额定工作电流值的1%;制冷或制热状态下,以额定电源电压220V或380V为标准,电源电压每升高或降低1V,减少或增加额定工作电流值:单相1匹0.025A,1.5匹0.025A×1.5,2匹0.025A×2,3匹0.025A×3;三相3匹0.025A×3/3,5匹0.025A×5/3,10匹0.025A×10/3。
3.测压力法:将空调置于制冷高速风状态(冬天,制热需要加氟时,将空调设置于强制制冷状态或将室温传感器置于27℃左右的温水中,模拟夏天温度让空调处于制冷状态)下运转,在低压截止阀工艺口,边加氟边观察真空压力表的低压压力,当低压在0.49MPa(夏天)或0.25MPa(冬天),关闭氟瓶阀门。再考虑室外机空气温度高低、室内冷负荷大小等影响低压压力的因素,微调氟利昂的量和表压力,做到准确加氟。进行微调的原因是因为低压力与室内冷负荷成正比,即冷负荷越大,压力越高,反之越低;加氟工艺口及附近管道,因安装在室外,其压力及蒸发温度受外界气温影响很大,室内热交换器实际压力及蒸发温度夏天要偏高一些,冬天要偏低一些。实践中总结的在风扇高速风,室内温度为27℃的情况下,低压压力数据如附表所示。
4.观察法:将空调设置在制冷或制热高速风状态下运转,加氟量准确时室内热交换器进、出风口处10cm的温差是:制冷时大于12℃,制热时大于16℃;制冷时,室内热交换器全部结露 、蒸发声均匀低沉、室外截止阀处结露、夏季冷凝滴水连续不断、室内热交换器与毛细管的连接处无霜有露 等;制热时,室内热交换器壁温大于40℃。
在实际维修中,变频空调因对加氟量的准确性要求相当高,或定频空调因制冷管路系统需抽真空时,宜采用定量加氟方法。若管路系统需补充氟时,宜采用以测电流为主、测表压为辅,兼顾观察的方法
㈧ 液氮面以上3cm、4cm、5cm的液氮蒸气的温度是多少急!!!!
我以为液氮在封闭的钢瓶中很快就会变成常温。我也不知道有多快。
如果是在绝热状态中,在瞬间钢瓶内各处压力就会达到平衡。不会再有气化、液化等现象发生。也就不会有放热、吸热现象发生。
通常不可能是处于绝热状态,因而在于外界热交换的过程中上述现象会小有发生。
热交换速度(由内外温差、钢瓶厚度、钢材热阻、内外物质的比热、钢瓶外的风速等因素决定)越快,重新到达新的热平衡所需的时间就越短。堆放规模也由关系。
凭我的常识想象,理想的灌装工艺结束后。钢瓶内温度应该远高于-196摄氏度,甚至只有零下几十度。钢瓶灌装的越满,这个温度会越高。因为最后灌入的液氮可能温度相对比较高。
至于十分钟之后的各点情况可能也只有几度或十几度。这也是想象,确切的必须测试。但由于不确定因素太多,测试结果可能相差甚远,因此也没有意义。