实验三 燃料热值测定.doc

实验三 燃料热值的测定 一、 实验的理论基础 燃料的燃烧热（或热值）是指单位质量（g或gmol）的燃料在标准状态下与氧完全燃烧时释放的热量。完全燃烧是指燃料（常指碳氢燃料）中的C完全转变为二氧化碳，氢转变为水，硫转变为二氧化硫。如果燃烧发生于定压过程，这是的燃烧热为定压燃烧热，又称燃烧焓，如果燃烧过程保持容积不变，这是的燃烧为定容燃烧热。 假定有N中组分参与反应的方程式为： 式中代表组分分子式，为分子前指数，“”，“”分别为反应物和产物，则定容燃烧热和定压燃烧热分别为： ，分别为标准定容生成热或生成焓（kcal/gmal，kcal/kg）。上标“o”代表标准状态（1atm，25℃），它们之间的关系为： 为通用气体常数，?N为气相组分在反应中的摩尔数变化，对于等摩尔数反应，?N=0，一般情况下，由于，常常可以用生成焓代替生成热，即 根据反应产物中水的状态不同，热值又有低热值和高热值之分。如产物水为蒸汽，这是的热值为低热值，如产物为液态水，热值为高热值，两者的差值为水的蒸发潜热（Qr=10.52kcal/gmal）。 工业上常用燃料的元素分析法确定高低热值的关系。若用符号和表示应用基高位热值和低位热值，它们之间的关系为 （kcal / kg） 分别为应用基氢百分含量和全水份含量。 本实验测定的是分析基弹筒热值，用表示。它与高位热值间的关系为 式中：为分析基硫百分含量；为分析基水份含量；a为修正系数；无烟煤和贫煤取0.001，其它煤种取0.0015。 二、 实验原理 本实验用氧弹式热量计测定常温（15℃～30℃）下固体或液体燃料的弹筒定容热值实验的基本原理是热力学第一定律。 实验过程中使环境（量热体系以外）温度不变，给定的燃料试样在氧弹中完全燃烧释放热量。使量热体系温度升高，记录实验过程中温度的变化，就可以算出燃料试样的弹筒热值。 在测量中，先使已知热值的标准热值苯甲酸（6342cal/g）在量热体中燃烧，求出热量计的水当量（数值上等于量热体系温度升高1℃所需的热量）。然后在相同条件下，使被测燃料在热量计中燃烧，由量热体系的水当量，即可求出被测燃料的热值，计算公式可写成 （1） 式中：K为水当量（Cal/K），?T为温度增量（K），G为试样重量（g）。 三、实验装置和实验试剂 12 7 11 8 9 4 6 13 5 14 10 1 15 16 3 2 ~220V 1. 1. 外壳 2. 量热容器 3. 搅拌器 4. 搅拌马达 5. 绝热支柱 6. 氧弹 7. 贝克曼温度计 8. 工业用玻璃温度计 9. 电 极 10. 盖 子 11. 放大镜 12. 电动振动装置 13. 水 14. 指示灯 15. 可变电阻调节 16. 开 关 图4—1燃料燃值测定实验装置与结构 1. 氧弹式热量计（见图4—1）及其附件； 2. 氧气瓶及减压阀； 3. 压块机； 4. 盘架天平，粗称煤粉重量； 5. 分析天平，精确测定点火铁丝和煤粉重量，型号：TG328B，分度值0.1mg； 6. 点火铁丝，直径小于0.2毫米，剪成10cm一段，将等长度的10根铁丝在分析天平称重，算出每根铁丝的平均重量； 7. 贝克曼温度计，刻度范围0～5℃；分度值0.01℃估读到0.001℃； 8. 玻套温度计，测量外筒水温，刻度范围 9. 0～50℃，分度值1℃； 10. 万用电表； 11. 标准热值苯甲酸（6324Cal/g）； 12. 蒸馏水； 13. 煤粉试样； 14. 酸洗石棉； 15. 弹头架； 16. 工具；  四、 实验步骤 1．试样称重，取煤粉试样1.0～1.2g，先在托盘天平上粗称，然后在分析天平上