Methode zur Bestimmung des Wärmewerts fester Brennstoffe
Festbrennbare Stoffe beziehen sich auf feste Stoffe, die bei Kontakt mit Feuer, Wärmequellen, Aufprall oder Reibung entzündet werden können.von den täglichen Bedürfnissen bis hin zu industriellen Rohstoffen, wie Holz, Papier und Textilien.
Wesentliche Merkmale
Entflammbarkeit: Leicht zu entzünden bei Berührung mit Feuerquellen, mit schneller Flammenverbreitung.
Gefahr: Bei der Verbrennung können giftige Stoffe entstehen und die Feuerlöschung kann schwierig sein (z. B. können Metallpulver Reaktionen verstärken, wenn sie Wasser ausgesetzt sind).
Vielfalt: Einschließlich selbstreaktiver Stoffe, stabiler Sprengstoffe usw.
Häufige Typen:
Natürliche Feststoffe: Holz, Torf, Braunkohle, bituminöse Kohle, Anthrazit, Ölschiefer usw.
Verarbeitete Feststoffe: Holzkohle, Koks, Brikette, Kohlenkugeln usw.
Spezielle Feststoffe: Feststoffalkohol, fester Raketenbrennstoff usw.
Versuchsziele:
1Bestimmung des Brennwertes: Genaue Messung der bei der vollständigen Verbrennung fester Brennstoffe (z. B. Holz, Kohle) freigesetzten Wärme mit Hilfe von Geräten wie Sauerstoffbombenkalorimetern.Dies ist ein zentraler Indikator für die Bewertung der Kraftstoffqualität.
2.Meister-Experimentaltechniken: Lernen Sie die Betriebsverfahren von Sauerstoffbombenkalorimetern kennen, einschließlich der wichtigsten Schritte wie Sauerstoffladung, Zündung und Temperaturmessung.Verständnis für den Unterschied zwischen Verbrennungswärme und Heizwert, und Fehlerquellen zu ermitteln, die im Experiment korrigiert werden müssen (z. B. Verbrennung des Zünddrahtes, Wärmeabsorption durch das Gerät).
3.Verständnis der Instrumentsprinzipien: Kenntnis der Struktur von Sauerstoffbombenkalorimetern (z. B. Bombenzylinder, Temperatursensor, Rührgerät);das Verfahren zur Kalibrierung der Wärmekapazität beherrschen und das Gerät mit Standardsubstanzen wie Benzoesäure kalibrieren.
Versuchsproben und -instrumente
Versuchsproben: Festbrennbare Stoffe
Versuchsinstrumente: SH500 Kalorimeter, gemäß GB/T 384
Versuchsverfahren
1.Bereitstellung und Kalibrierung des Geräts:
Inspektion des Sauerstoffbombenkalorimeters: Stellen Sie sicher, dass die Innenwand der Sauerstoffbombe sauber und frei von Rückständen ist;Überprüfen Sie, ob der Zünddraht (Nichromdraht) intakt ist und die Elektroden gut in Kontakt stehen..
Kalibrierung der Wärmekapazität: Benzoinsäure (Standardwärmewert: 26450 J/g) als Kalibriersubstanz verwenden, 0,5 bis 1,0 g (genau bis 0,0001 g) wiegen und in den Sauerstoffbombenkegel legen.10 ml destilliertes Wasser in die SauerstoffbombeDie Sauerstoffbombe wird in den Innenzylinder des Kalorimeters gelegt.2000 g destilliertes Wasser hinzugefügt (Temperaturunterschied zur Umgebungstemperatur ≤ 1°C), das Rühren und Temperaturerfassen beginnen. Anschalten zur Zündung, Aufzeichnung der Wassertemperaturänderung und Berechnung der Wärmekapazität (C). 3 Mal wiederholen und den Durchschnittswert nehmen;Die Abweichung der Wärmekapazität beträgt ≤ 00,5%.
2.Probevorbereitung
Festkörperprobenbehandlung: Die festbrennbare Substanz (z. B. Kohle, Biomassepellets) wird bis zu einer Partikelgröße von < 0,2 mm geschliffen, um die Einheitlichkeit zu gewährleisten.0001 g) und in einen trockenen Tiegel gelegt.
Feuchtigkeitskontrolle: Wenn die Probe Feuchtigkeit enthält, wird sie bei 105 °C bis zu einem konstanten Gewicht getrocknet, um die Auswirkungen der Feuchtigkeitsverdampfung auf die Berechnung des Brennwertes zu vermeiden.
Sauerstoffbombenaufladung und -zündung
3.Sauerstoffladung: Die Probe in die Sauerstoffbombe gelegt, 10 ml destilliertes Wasser (zur Auflösung von Verbrennungsprodukten) zugesetzt, der Zünddraht angebracht und mit der Probe in Berührung gebracht.Füllen Sie die Sauerstoffbombe mit Sauerstoff auf 20,8 bis 3,0 MPa, und lassen Sie es 5 Minuten stehen, bis die Luft ausgestoßen ist, um sicherzustellen, dass keine Luftrückstände zurückbleiben.
Zündung und Verbrennung: Die Sauerstoffbombe wird in den inneren Zylinder des Kalorimeters gelegt, 2000 g destilliertes Wasser hinzugefügt, das Rühren und die Temperaturansammlung beginnen.die Veränderung der Wassertemperatur (Anfangsperiode)Nach der Verbrennung ist zu prüfen, ob in der Sauerstoffbombe keine unverbrannten Rückstände vorhanden sind.Die Prüfung muss wiederholt werden..
Versuchsergebnisse
Dieses Experiment entspricht streng der Norm GB/T 384-2025. Der gemessene Nettowärmewert der Kohleprobe beträgt 17,7800,83 J/g (4247,6 kcal/kg) mit guter Wiederholbarkeit und zuverlässigen Daten.