安全工程专业实验教程104煤的发热量测定

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煤的发热量测定一、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。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，并对点炽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。三、主要仪器主要仪器设备如下：1、热量计2、压力表和氧气导管3、压饼机4、秒表5、分析天平：感量0.1mg6、点火装置：点火采用12～24V的电源三、主要仪器热量计外观及结构示意图三、主要仪器压力表和氧气导管外观四所需耗材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。五实验步骤1、天平校正调节天平水平，使水准泡居中即可。天平使用前，先预热40分钟。按“校正〞键，屏幕显示“CAL〞，放入标准砝码，天平自动校正。2、安装充氧仪〔1〕充氧仪安装前仔细检查各部件是否紧固，外观是否有损伤和破坏的痕迹。〔2〕用充氧导管将充氧器与氧气减压阀连接，并紧固所有螺母。〔3〕翻开氧气瓶总阀，调节减压阀，使出气压表显示为2.8～3.0MPa，此时整个气路应无漏气现象否那么应检查，直至正常为止。〔4〕进行试充氧实验，此时应不漏气且操作自如，充氧器上的压力表指示应与减压阀上的出去压力表的压力相一致。五实验步骤3、热容量标定〔1〕称取苯甲酸重量。将坩埚放置在天平上，按天平的“去皮〞键。用镊子将苯甲酸片放入坩埚内，记录所称量的苯甲酸重量，重量约1g。〔2〕准备氧弹。卸下氧弹帽，将弹头局部置于弹头支架上，点火丝的两端分别接在氧弹的两个电极柱上，注意保持良好接触，并注意务使点火丝接触燃烧皿或弹筒外壁，以免形成短路，导致点火失败，甚至烧毁燃烧皿，在点火丝中间位置系上棉线，与坩埚内的苯甲酸接触〔苯甲酸片压住棉线〕。首先在弹杯内参加10ml蒸馏水，小心将弹头放入弹杯中，旋紧弹帽。然后用自动充氧仪进行充氧。直到压力到达3MPa，持续25s。把氧弹放入装好水的内筒中，如果氧弹内无气泡冒出，说明气密性良好，即可把内筒放在外筒的绝缘架上；如果氧弹内有气泡冒出，那么说明有漏气处，此时应找出原因，加以纠正并重新充氧。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，那么需进行重新标定。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。6、准备氧弹〔同步骤5〕7、进行测试按“发热量〞键，输入称取的试样的重量，再按“发热量〞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。8、实验结束，取出氧弹，开启放气阀，放出燃烧废气，翻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〔如试样有飞溅〕或有炭黑存在，试验应作废。用蒸馏水充分冲洗氧弹内各局部、放气阀、燃烧皿内外和燃烧残滇，并晾干，以备下次使用。

五实验步骤六本卷须知〔1〕充氧过程一定要在老师监督指导下进行，严禁擅自操作。当钢瓶中氧气压力降低5.0Mpa以下时，充氧时间应酌量延长；压力降低到4.0Mpa以下时，应更换新的钢瓶氧气。〔2〕充氧和放气应缓慢进行。充氧时间可不少于30s，放气时间不少于60s。〔3〕金属点火丝不得与燃烧皿接触，以防短路。〔4〕氧弹进气口禁止接触油脂。〔5〕氧弹放入内桶前，用手或毛巾擦拭底部，防止金属丝等杂物带入内桶。〔6〕如不连续作试验，需将筒中水放掉，保持内部清洁干净。〔7〕实验结束后，翻开氧弹，取出弹芯，