【正文】 3/11/2023 52 吉林省電力科學研究院 謝謝觀看 /歡迎下載 BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES. BY FAITH I BY FAITH 。反過來說，通過實驗數據確定一個恰當的 a值，使得 S S4的面積相等，則利用（ 827）式可準確計算出冷卻校正值。故通常 tntj，如圖 85所示 ? 在圖 85中，有兩個長方形，其面積分別為： ? S1+S2=(na)V ? S3+S4=aVo ? 從理論上講， S1和 S3的代數為冷卻校正值，即 C＝ S1＋ S3；由（ 827）式可知， C＝（ na） Vn+aV0=(S1+S2)+(S3+S4)。 換句話說 ， 當冷卻速度為零時 ， 內筒溫度并不等于外筒溫度 ， 即內筒存在一個不等外筒溫度的零冷卻速度溫度點 ， 通過 （ 818） 式不難求出 。 ? （ 827） 式中的 V0、 Vn值 ， 在標定熱容量時 ， 分別由初期和末期的溫度變化值除以對應的時間計算而得；在測定發(fā)熱量時 ， 則根據主期點火和終點時的內外筒溫度差及量熱儀的冷卻特性參數 ， 按冷卻速度公式 （ 822） 式計算 。 ? 國標 GB/T213— 1996中提出的冷卻校正公式的表達式為： 3/11/2023 50 吉林省電力科學研究院 煤的發(fā)熱量測定 ? C=(na)Vn+aVo ? 式中 a為由主期溫升值與主期內點火后 1′40″時的溫升值之比確定的時間因子 。 這些公式 ， 在此不作詳細介紹 。 近幾年來美國等國家的學者基于冷卻校正的基本原理和結合所研制的新型儀器的特點 ， 提出了冷卻校正的數值積分關系式 。 在實際應用過程中 ， 測溫操作和數據計算都較繁瑣 ， 為了簡化操作和計算 ， 許多國家提出或采用了等效公式 （ 也稱近似公式 ） 。 3/11/2023 49 吉林省電力科學研究院 煤的發(fā)熱量測定 1. 5常用等效冷卻校正公式 ? 瑞 —— 方公式是德國科學工作者 1866年在 《 物理學報 》上首次提出 ， 此后逐漸被各工業(yè)化國家和其他國家采用 。由于考慮了外筒溫度的變化，試驗時就不必設法保持外筒溫度的恒定不變，也就是說，可以放寬試驗對環(huán)境條件的要求。故（ 825）式可稱為高準確度冷卻校正公式。在（ 825）式中，記錄溫度的時間間隔（ n/m）可任意縮短，同時又考慮到了外筒溫度的變化。另一方面，外筒水溫由于受到內筒溫度、環(huán)境氣溫和氣流、攪拌及蒸發(fā)等因素的影響，很難保持不變。 [ + ] (totjo)] [ + 若令 n/m＝ 1，即記錄溫度時間間隔取 1min，且假設 tjm=tjo,tjo=tji=tjm，即假設外筒溫度在整個試驗過程中一直保持恒定不變，則由（ 825）式可得： n[Vo 經整理得： C=nVo+ n(totjo) ] 3/11/2023 48 吉林省電力科學研究院 煤的發(fā)熱量測定 C onon tt VV ??2joo tt ????11miit=nVo+ ( + nto) 該式就是以前人們認為準確度最高的瑞一方（ RegnaultPfaundler）公式。采用數值積分的梯形法則，又導出了可無限逼近積分公式的內外筒兩條溫度曲線之間面積 S的計算式。 3/11/2023 45 吉林省電力科學研究院 煤的發(fā)熱量測定 21mn根據上述分析，圖中任一小梯形的面積為： Si= [(ti1tji1)+(titji)] 理論上 ， m越大 ， 則梯形面積之代數和就越逼近曲線面積的積分值 。 ? 根據數值積分的梯形法則 ， 冷卻校正原理公式中的積分項 S可由下述方法求得：將 t（ r） 和 tj（ r） 兩條曲線之間的面積 ， 按時間間隔 r等分為 m個條形 ，則兩條曲線間面積之代數和等于 m個小條形面積之代數和 。初期、主期、末期及其臨界點的關系如圖 83所示。在初期和末期內筒溫度的平均變化速度及其對應的內外筒溫度的平均值，采用牛頓冷卻定律公式（ 818）式計算出 K和 A值。這兩個常數，必須采用內筒無變化熱源情況下能夠準確反映量熱儀冷卻特性的數據來確定，即利用試驗主期的邊界條件確定。在發(fā)熱量測定過程中的試驗主期內，內筒水一方面由于吸收氧彈內試樣燃燒釋放的熱量而產生溫升，另一方面由于冷卻作用而使溫度有所降低，因此，試驗測得的溫度曲線，是兩種作用疊加的結果。min. K= ? ??noj nAdrtt )(令 : S= ? ?noj drtt )(煤的發(fā)熱量測定 3/11/2023 42 吉林省電力科學研究院 煤的發(fā)熱量測定 ? 上述公式為計算冷卻校正值的理論公式。 3/11/2023 40 吉林省電力科學研究院 煤的發(fā)熱量測定 ?noVdr? ??noj drAttK ])([K—— 量熱儀冷卻常數， min1 t—— 內筒溫度， K ti—— 外筒（即環(huán)境）溫度， K A—— 攪拌及蒸發(fā)綜合校正值（習慣上稱綜合常數）， K/min. 在理論上，內筒的冷卻校正值 C可根據內筒冷卻速度 V對試驗時間 r積分求得。 對于量熱儀來說 ， 量熱體系的冷卻速度 ， 除了與內外筒溫差有關外 ，還與攪拌熱效應和內筒水面蒸發(fā)散熱有關 。 對因冷卻作用而導致的內筒溫度的下降進行校正 ， 稱為冷卻校正 。另一方面 ， 由于內筒與外筒 （ 即環(huán)境 ） 之間溫差的存在而產生熱量交換 ， 從而導致內筒溫度下降 ， 此外 ， 內筒中水的蒸發(fā)散發(fā)散熱取決于試樣燃燒后使量熱體系產生溫升的準確測量 。軟件的主要功能可用圖示的流程圖描述。 ? ? 微機控制的恒溫式自動熱量計，由系統(tǒng)硬件和測控軟件兩大部分組成。在滿足測定結果的準確度要求的前題下，測定結果的精密度和儀器的工作可靠性程度都在不斷提高。隨著微型計算機接口技術和軟件技術的發(fā)展，以鉑電阻溫度傳感器在量熱儀上獲得應用；各種形式的具有自動測溫、自動控制、自動計算等功能的微機控制的自動熱量計得到長足發(fā)展，有效地提高了發(fā)熱量的測定速度和計算速度。測量外筒水溫，一般用固定量程型分度值為 。 3/11/2023 35 吉林省電力科學研究院 ? 傳統(tǒng)的熱量計，采用水銀玻璃溫度計測量內外筒水溫。 ? 絕熱式熱量計，通過一套內外筒測溫裝置檢測試驗過程中內外筒的溫差，根據溫差調節(jié)外筒溫度，使之跟蹤內筒溫度變化，以此方法消除內外筒之間熱量的傳遞從而實現(xiàn)內筒處于一種相對的“絕熱”狀態(tài)，免除冷卻校正的計算。這兩類熱量計，從內外筒熱量交換的角度看，沒有本質上的區(qū)別。 ? 恒溫式熱量計 ,外筒水的溫度通過一定的控溫裝置維持恒定不變。 ? 靜態(tài)式熱量計 ,它的外筒水的溫度不加控制，通常以加大外筒水量和盡量保持室溫不變的方式來維持其溫度的基本穩(wěn)定。其主要特點是測定速度快，通常在 。 ? 吸熱介質 ??????主。 在計算中 ， 一般取2450J/g。 一個質量單位的 H燃燒后生成 9個質量單位的 H2O， 因此燃燒產物中總水量為（ 9H＋ M） /100。 根據低位發(fā)熱量的含義 ， 從高位發(fā)熱量中扣除水的汽化潛熱 ， 即可得到相當于燃料在工業(yè)爐內完全燃燒釋放的熱量 —— 低位發(fā)熱量 。 它比燃料在空氣中的燃燒熱要低 ， 故稱低位發(fā)熱量 。計算方法如下： ? Qgr,ad=Qb,ad(,ad+ɑQb,ad) ? 2． 2． 3低位發(fā)熱量 （ Qnct,ad） ? 燃料在工業(yè)鍋爐中燃燒時 ， 其產物中的 H2O均以氣態(tài)形式存在并隨煙氣排走 。 它只包括 （ 1） 可燃物的燃燒熱和 （ 2） 水的汽化潛熱 。彈筒發(fā)熱量即為用量熱儀測得的發(fā)熱量直接結果。 ? 2． 2． 1彈筒發(fā)熱量（ Q,v,ad） ? 彈筒發(fā)熱量是單位質量的燃料試樣在氧彈內有過剩氧氣條件下完全燃燒所釋放出的全部熱量。做平行測實驗兩次，若高位發(fā)熱量差值不超過 150J/g,則計算它們的平均值。停止攪拌，結束試驗。準確測量內筒溫度記為 t0，立即點火。 ? 2． 2試驗步驟與測定結果的計算 ? 內筒、氧彈的準備，與標定熱容量完全一樣。 ? 對于燃燒時易于飛濺（爆燃）的試樣如高揮發(fā)分煙煤和褐煤等，可用已知質量的擦鏡紙（使用前測定出其燃燒熱值）包緊；或先在壓片中的壓成片狀，然后切成 2～ 4mm的小塊。 ? 根據煤樣燃燒特性不同，試驗前應采取直接一些措施處理試樣，以保證它燃 3/11/2023 29 吉林省電力科學研究院 煤的發(fā)熱量測定 ? 燒完全。同時試樣燃燒釋放的熱量使量熱體系產生的溫升值應盡可能與標定熱容量時的溫升值一致，以抵消試驗過程中一些不易消除或不作校正的誤差。煤中不可燃無機礦物質同時也發(fā)生熱分解化學反應，但后者對煤炭燃燒熱的影響較小而且關系復雜，一般情況下不作深入討論。 ? 3． 2儀器常數 K和 A的計算 ? 根據上表 V0和 Vn和（ ttj）數據，進行線性回歸，結果如下： ? K＝ =4X10K/min ? R= ? 因此，冷卻速度關系式可寫為： ? V=(ttj)4X10將此式的直角坐標紙上繪成直線圖，測定煤樣發(fā)熱量時，可在此直線上根據（ totj）和（ tntj）查出對應的 V0和 Vn。 3/11/2023 25 吉林省電力科學研究院 煤的發(fā)熱量測定 ? 熱容量標定試驗記錄（ q1=36J） 序號 試樣質量 溫度讀數 時間 n To