【文章內(nèi)容簡介】 實(shí)驗(yàn)臺(tái)號： 室溫= ℃ 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表序號熱源溫度（℃）傳導(dǎo)體溫度（℃）受體溫度（℃）備注1受體為紫銅光面23平均（℃）序號熱源溫度（℃）傳導(dǎo)體溫度（℃）受體溫度（℃）備注1受體為紫銅薰黑23平均（℃）將兩組數(shù)據(jù)代入公式（11）即可得出待測物體a的黑度。 注意事項(xiàng)1. 熱源及傳導(dǎo)的溫度不可超過160℃。2. 每次做原始狀態(tài)實(shí)驗(yàn)時(shí)，建議用汽油或酒精將待測物體表面擦凈，否則，實(shí)驗(yàn)結(jié)果將有較大出入。煤的工業(yè)分析煤是主要的工業(yè)燃料之一，了解煤的質(zhì)量和種類，對于合理利用和選擇燃料，節(jié)約能源是十分重要的。煤的工業(yè)分析與元素分析不同，它不需要復(fù)雜的儀器設(shè)備，在一般的實(shí)驗(yàn)室中均可進(jìn)行，因此掌握煤的工業(yè)分析方法，在煤的工業(yè)應(yīng)用中有著普遍意義。 實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆彰旱墓I(yè)分析方法，并由此了解判別煤的種類和質(zhì)量。 實(shí)驗(yàn)原理煤的工業(yè)分析是測定煤的水分、灰分、揮發(fā)分產(chǎn)率和固定碳的質(zhì)量百分含量。在測定揮發(fā)分產(chǎn)率的同時(shí)，利用坩堝中殘留的焦渣的特征，可以初步鑒定煤的粘結(jié)性。煤的工業(yè)分析主要是采用干燥和加熱等方法。（對于液體燃料只作水分和灰分的測定。由于它的可燃成分與固體燃料不同，在受熱時(shí)，極易完全轉(zhuǎn)化為氣態(tài)，所以不作揮發(fā)分和固定碳的測定。） 實(shí)驗(yàn)裝置1. 帶蓋的稱量瓶2個(gè)，其直徑為40毫米，高25毫米和20毫升揮發(fā)坩堝2個(gè)。2. 精度為萬分之一克的電子天平一臺(tái)、精度為十分之一克的電子秤一臺(tái)。3. 玻璃干燥器一個(gè)，干燥劑為無水氯化鈣。4. 溫度高于110℃并帶有調(diào)溫裝置的電烘箱一臺(tái)。5. 能加熱到900℃以上并帶有溫度控制裝置的馬弗電爐一臺(tái)。6. 淺盤兩個(gè)。 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟：1. 煤的水分測定煤的水分包括外在水分和內(nèi)在水分。吸附或凝聚在煤顆粒內(nèi)部的毛細(xì)孔中的水稱為內(nèi)在水分；附著在煤顆粒表面上的水，稱為外在水分。（1）外在水分（表面水分）的測定將盛有煤樣的試樣瓶取來，煤樣粒度為小于13mm，量不少于500g；搖動(dòng)數(shù)分鐘使之混合均勻，然后把瓶蓋打開，取出約200g試樣放入淺盤中測定質(zhì)量（）。將煤樣散置放在淺盤中，厚度約10mm，隨即放入溫度為70—80℃的干燥箱內(nèi)，烘干至質(zhì)量變化在每小時(shí)內(nèi)不超過1%為止。取出試樣再在室溫下自然干燥24h，再稱質(zhì)量。按下式計(jì)算表面水分（外在水分）： （1）式中，——干燥后煤樣的質(zhì)量，g； ——原始煤樣的質(zhì)量，g。（2）內(nèi)在水分的測定（分析基水分）（指空氣干燥煤樣的水分含量） 煤的試樣需按規(guī)定的取樣方法取得，然后在空氣中風(fēng)干粉碎，粉碎后粒度應(yīng)通過60網(wǎng)目的篩孔（）。用瓶嚴(yán)密封好（該試樣稱為分析試樣），以備下項(xiàng)試驗(yàn)用。選好稱量瓶，并用精度為萬分之一克的電子天平稱其重量；將試樣放入瓶中，搖動(dòng)數(shù)次后再將試樣取出1克左右，放入稱量過的稱 量瓶中，然后稱其重量；輕輕搖動(dòng)稱量瓶中之試樣，打開蓋子放入溫度為105110℃的電烘箱中干燥1h；試樣在電烘箱中干燥1小時(shí)后取出，并立即蓋上蓋子，置于干燥器中冷卻至室溫（約20min）后稱重；稱重后，取出后稱重。，則以最后一次稱量結(jié)果為依據(jù)，求出試樣之減量。由下式求出煤樣的水分百分含量： 去掉% （2）同一試樣同時(shí)做兩個(gè)，%以內(nèi)，取平均值。煤中全水分百分含量： （3）煤的應(yīng)用基，可通過所測得的表面水分及分析水分按下式計(jì)算，即空氣干燥基（分析基）換算成應(yīng)用基(為全水)： （4）2. 揮發(fā)分產(chǎn)率的測定將試樣取出1克左右，放入稱量過的揮發(fā)坩堝中，坩堝蓋好蓋子，置于溫度920℃的馬弗電爐中加熱7分鐘；坩堝取出后，在空氣中冷卻，冷卻時(shí)間不超過5分鐘，然后放入干燥器中冷卻至室溫（約20min）后稱重；求出試樣減少的重量后按下式求得揮發(fā)分產(chǎn)率的百分含量： 去掉% （5）記錄坩堝中殘留焦碳的外部特征，確定煤的粘結(jié)性序數(shù)（18）。①粉狀 全部是粉末，沒有相互粘著的顆粒；②粘著 以手指輕壓即碎成粉狀；③弱粘結(jié) 以手指輕壓即碎成碎塊；④不熔融粘結(jié) 以手指用力壓，才裂成小塊。焦渣表面無光澤，下面稍有銀白色光澤；⑤不膨脹熔融粘結(jié) 焦渣呈扁平的餅狀，煤粒的界限不易分清，表面有銀白色金屬光澤；⑥微膨脹熔融粘結(jié) 用手指壓不碎，焦渣表面有銀白色金屬光澤。但焦渣表面具有較小的膨脹泡（或小氣泡）；⑦膨脹熔融粘結(jié) 焦渣的上下表面有銀白色金屬光澤明顯膨脹，但高度不超過15毫米；⑧強(qiáng)膨脹熔融粘結(jié) 焦渣的上下表面有銀白色金屬光澤，焦渣的高度大于15毫米。3. 灰分及固定碳的測定1）將試樣取出1克左右，放入稱量過的灰皿中，均勻地?cái)偲?，?） 將灰皿送入爐溫不超過100℃的馬弗爐恒溫區(qū)中，關(guān)上爐門并使?fàn)t門留有15mm左右的縫隙。在不少于30min的時(shí)間內(nèi)將爐溫緩慢升至500℃，并在此溫度下保存30min。繼續(xù)升溫到（815177。10）℃，并在此溫度下灼燒1h。3）將灰皿從爐中取出，在空氣中冷卻5min，再放入干燥器內(nèi)冷卻至室溫（約20min）后稱重，此重量即為灰分的重量，并按下式算出灰分的百分含量： 去掉% （6）3） 若煤中含硫量不高而不需分析時(shí)，則固定碳的含量可由下式求出： 去掉% （7）式中、 、均為空氣干燥煤樣（即分析基）的各成分的百分含量。 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及處理1. 數(shù)據(jù)記錄 煤的水分（）測定數(shù)據(jù)表煤 樣 編 號外在水分測得平均值（%）稱量瓶編 號重量（g）煤樣 + 稱量瓶重（g）煤樣重（g）煤 樣+稱量瓶重（g）第一次干燥后第二次干燥后第三次干燥后內(nèi)水分凈重（g）內(nèi)水分含量（%） 煤的揮發(fā)分產(chǎn)率()測定數(shù)據(jù)表煤樣編號坩堝編號坩堝重（g）煤樣 + 坩堝重（g）煤樣重（g）灼燒后坩堝+殘?jiān)兀╣）灼燒后減輕量（g）揮發(fā)分產(chǎn)率（%）坩堝粘結(jié)性（18） 煤的灰分（）測定數(shù)據(jù)表煤 樣 編 號坩 堝 編 號坩 堝 重 （g）坩堝 + 煤樣重（g）煤 樣 重 （g）煤樣+坩堝重（g）燒后灰 分 凈 重 （g）灰 分（%） 2. 數(shù)據(jù)處理要求： （1）計(jì)算出煤的水分、揮發(fā)分產(chǎn)率、灰分、煤的固定碳的質(zhì)量百分含量；（2）將水分、揮發(fā)分產(chǎn)率、灰分、固定碳的分析基換算成應(yīng)用基；（3）初步鑒定煤的粘結(jié)性。 燃料熱值的測定單位燃料完全燃燒后所放出的熱量稱為熱值（或稱發(fā)熱量），它是衡量燃料質(zhì)量優(yōu)劣的重要指標(biāo)之一。不同的工藝要求和熱工設(shè)備，需選用不同發(fā)熱量的燃料， 以達(dá)到經(jīng)濟(jì)省能的目的。因此，必須了解燃料熱值的測定方法。這里介紹氣體燃料和固體燃料發(fā)熱量的測定方法。 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 掌握氣體燃料（或沸點(diǎn)低于250℃的輕質(zhì)揮發(fā)性液體燃料）發(fā)熱量的測定方法。2. 了解容克式熱量計(jì)的構(gòu)造、工作原理及操作。 實(shí)驗(yàn)原理 氣體燃料的熱值是指在溫度為0℃、壓力為760毫米汞柱下1標(biāo)準(zhǔn)立方米體積的干燥可燃?xì)怏w完全燃燒時(shí)所釋放出的熱量。它的測定方法很多，本實(shí)驗(yàn)采用最常用的容克式熱量計(jì)法。此法測定發(fā)熱量的原理是：使一定流量的氣體燃料（或揮發(fā)性液體燃料）完全燃燒所放出的熱量全部被一定流量的水吸收。當(dāng)水溫穩(wěn)定時(shí)，可通過水的溫升計(jì)量吸收的燃燒反應(yīng)熱效，再按下面公式求得燃料的發(fā)熱量： （1）式中，——燃料的用量（在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積），； ——在燃料用量為V時(shí)通過熱量計(jì)的水量，； ——水進(jìn)入熱量計(jì)時(shí)的溫度，℃； t ——水吸收熱量后的溫度，℃； ——水的熱容量，（）； ——燃料的高發(fā)熱量， 。 本熱量計(jì)所測得的是高發(fā)熱量，它包含了燃燒產(chǎn)物中水分凝結(jié)時(shí)所放出的熱量。但是，在工業(yè)上應(yīng)用的是低發(fā)熱量，為了求得應(yīng)將水份凝結(jié)時(shí)所放出的熱量從高發(fā)熱量中減去，即： （2）式中，—— 每m3燃料燃燒后凝結(jié)水的重量，； —— 每千克蒸汽冷凝時(shí)所放出的熱量。上面兩公式只適用于被測定的燃料體積處于標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下（0℃，760毫米水銀柱）的情況。本實(shí)驗(yàn)中，燃料的體積是在工作狀態(tài)下的，因此需將它按下式換算為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)： （3）式中，——工作狀態(tài)下的燃料體積，；——燃料在工作狀態(tài)下的絕對壓力， ；——燃料在工作狀態(tài)下的溫度，℃。設(shè) 則（1）式可寫成： （4）本實(shí)驗(yàn)中，燃料進(jìn)入熱量計(jì)以前，要通過流量計(jì)測量流量。流量計(jì)中有水，所以燃料在通過時(shí)必定含有飽和的水蒸汽，而公式中的39。是指燃料干燥時(shí)的壓力，因而在決定39。時(shí)，必須從所測得的燃料飽和壓力中減去燃料在工作溫度下的飽和水蒸汽分壓，即：= 燃料的絕對壓力燃料在工作溫度下的飽和水蒸汽壓力 實(shí)驗(yàn)裝置容克式熱量計(jì)一套。 容克式熱量計(jì)結(jié)構(gòu)圖A. 熱量計(jì)；B. 煤氣流量計(jì)；C. 煤氣壓力調(diào)節(jié)器；D. 量筒；→表示水的流動(dòng)方向；表示廢氣流動(dòng)方向；1. 燃燒器；2. 廢氣溫度調(diào)節(jié)閥；3. 廢氣溫度計(jì)；4. 進(jìn)水管；5. 水量調(diào)節(jié)閥；7. 水銀溫度計(jì)；8. 三通閥；9. 冷凝水流出口；10 . 放水閥；11. 保持進(jìn)水壓力的水箱；12. 保持出水壓力的水箱；13. 煤氣溫度計(jì)；14. 煤氣壓力計(jì)；15. 重錘；16. 多余水量流出口；118. 出水口；19. 燃燒器支架 實(shí)驗(yàn)方法與步驟1. 按圖1檢查煤氣系統(tǒng)是否接好，溫度計(jì)、壓力計(jì)是否安裝緊密，閉好水閥（10）；2. 將三通閥（8）轉(zhuǎn)向出水口（17）并將水量調(diào)節(jié)閥撥到“4”與“5”之間，打開水龍頭，使水流入熱量計(jì)，注意水流量不能太大，以水不溢出水箱（11）為限，然后觀察水箱（12）是否有水流出。如一定時(shí)間后水箱（12）中無水，則應(yīng)檢查，找出原因；3. 打開燃燒器（1）上的開關(guān)和煤氣管上的煤氣閥門，如果流量計(jì)B的指針慢慢移動(dòng)，煤氣壓力計(jì)（14）中的水柱平穩(wěn)上升，則可以點(diǎn)燃燃燒器；4. 如果煤氣壓力計(jì)（14）上的讀數(shù)約25毫米水柱左右（即二液面之差為25毫米），則將點(diǎn)燃后的燃燒器置于熱量計(jì)中（如圖1所示）。否則應(yīng)加重或減少穩(wěn)壓器C上面的重錘（15）的片數(shù)，使煤氣壓力為25毫米水柱。燃燒器放入熱量計(jì)前應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)下部的圓片來調(diào)節(jié)空氣量，使火焰中呈蘭色的部分為最短；5. 燃燒器放入熱量計(jì)時(shí)，應(yīng)位于圓筒的中心，然后固定在支架（19）上；6. 燃燒器放入熱量計(jì)后，溫度計(jì)（6）的讀數(shù)開始升高，幾分鐘后即達(dá)到穩(wěn)定，溫度計(jì)（6）與（7）的讀數(shù)之差應(yīng)為1012℃，如果不在此范圍內(nèi)，則轉(zhuǎn)動(dòng)水量調(diào)節(jié)閥（5），使進(jìn)入熱量計(jì)的水量增加或減少，以使溫度差調(diào)節(jié)到該范圍。調(diào)節(jié)時(shí)，調(diào)節(jié)閥（5）的轉(zhuǎn)動(dòng)不能太大，且轉(zhuǎn)動(dòng)后須等溫度達(dá)到穩(wěn)定時(shí)再進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)；7. 轉(zhuǎn)動(dòng)廢氣溫度調(diào)節(jié)閥（2），使溫度計(jì)（3）與溫度計(jì)（13）的讀數(shù)相等。8. 當(dāng)所有的溫度計(jì)和壓力計(jì)的讀數(shù)穩(wěn)定并合乎要求時(shí)，熱量計(jì)處于連續(xù)穩(wěn)定的工作狀態(tài)，這時(shí)才可以開始測定發(fā)熱量。為了便于計(jì)算，每次實(shí)驗(yàn)的煤氣量取為10升（，流量計(jì)指針轉(zhuǎn)兩圈）。在開始記錄煤氣量的同時(shí)，迅速撥通三通閥（8）使從熱量計(jì)出來的水進(jìn)出水（18）流入量筒D中。當(dāng)煤氣量達(dá)到10升時(shí)即迅速轉(zhuǎn)動(dòng)三通閥（8）使水進(jìn)出水（17）排入槽中。在每次測定過程中，須記錄溫度計(jì)（3）、（6）、（7）和壓力計(jì)（14）的讀數(shù)，共記錄5次（即煤氣每流過2升記錄一次），然后取平均值進(jìn)行計(jì)算。溫度計(jì)（6）和（7）℃以下。在開始記錄煤氣量的同時(shí)，將10 ml的量筒放在冷凝水出口（9）的下面，結(jié)束時(shí)再將它移開，由于冷凝水較少，可在實(shí)驗(yàn)幾次后取平均值。大氣壓力由實(shí)驗(yàn)室內(nèi)氣壓計(jì)測得。 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及處理1. 實(shí)驗(yàn)記錄：實(shí)驗(yàn)裝置名稱： 實(shí)驗(yàn)臺(tái)號： 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄煤氣名稱： 實(shí)驗(yàn)次數(shù)記錄次數(shù) 第一次 第二次煤氣溫度：t′= ℃ t t0 t t0煤氣溫度下的飽和水蒸汽壓 1