Топливо твердое минеральное. Определение высшей теплоты сгорания и вычисление низшей теплоты сгорания

20

ГОСТ 147-95

Температура комнаты 22,5 ^вС

к

Температура оболочки (27,45 + 02)5) ^е( Масса сосуда с водой (4,800 + 0,002) к С - 14,920 кДж / кг т — 1,0130 • 1О‘^? кг

т₂ — 0,01 * Ю^-' кг

д, ~ 3140 кДж/кг

/₉ — 0,8100 В

— 1,7672 В -

Л.2.2 Расчет теплоты с г о j Средние скорости изменения темпера':

IV^і -6,4 %

/I^й - 40,5 %

5^й_ 4,4 %

Н* — 2,61 %

— 30,0 %

А^г- 30,3 %

і ан и я топлива

уры (температурный ход) в начальном и

0,8030-0,8100

10

” 0,0007

1.7672 - 1,7683

10

- 0,0001

Поправки на теплообмен:

1,7381- 0,8100

1,7672 - 0,8100

л, — 11—-З ~ 8;

, -0,0007 - 0,0001

ДЛ =

3 (— 0,0001) * 8 — ~ 0,0029.

Исправленный подъем температуры:

д / = /1,7о72 - 0,8100 + (- 0,0020) / • 1,000 = 0,9552.

Теплота сгорания по бомбе, кДж/кг:

1

Q^ab =

= 14038

1.0130 • 10“³

Результат второго измерения Q* - 14088 кДж/кг

Среднее арифметическое двух измерений, кДж/кг

14038 + 14088 ах 14063

2

1

ГОСТ 147-95

Теплота сгорания высшая, кДж/кг

= 14063 - (9-І ■ 4.4 + 0,0015 • 14063)= 13628

Низшая теплота сгорания, кДж/кг

Q^a; = 13628 - 24,42 (8,94 • 2,61 + 6,4) = 12902

Высшая теплота сгорания рабочего топлива. кДж/кг

1

Q^r_s- Q"_s*

= 10192

Содержание водорода на рабочее cot гояние топлива, %

100 - V^r_t. ,, 100 - 30,0

с. = _л ,6 I ♦ = Г 9 з

100 - 100-6,4

Низшая теплота сгорания рабочего топлива. кДж/кг

Q^r, = G< - 24,42(ИД + 8,94Н'; ) = 0192 - 24,42 (30,0 + 8.94 • 1,95) = 9030

22ГОСТ 147-95

ПРИЛОЖЕНИЕ Е (справочное)

Соотношение наименований показателей и их обозначений по ГОСТ 147 и ИСО 1928

ГОСТ 147—95

ПРИЛОЖЕНИЕ Е (обязательное)

ТОПЛИВО ТВЕРДОЕ МИНЕРАЛЬНОЕ. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЫСШЕЙ
ТЕПЛОТЫ СГОРАНИЯ МЕТОДОМ СЖИГАНИЯ В КАЛОРИМЕТРИЧЕСКОЙ

(ИСО 1928-76)

1. НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

Настоящий стандарт устанавливает метод определения высшей теплоты сгорания твердого топлива при постоянном объеме в адиабатическом, изотермическом или статическом калориметре.

Полученный по этому метолу результат представляет собой высшую теплоту сго­рания анализируемой пробы при постоянном объеме; при этой влага, которая содер­жится в продуктах сгорания, при установившейся в кадориметре температуре кон­денсируется с образованием жидкой фазы. На практике топливо сгорает при посто­янном (атмосферном) давлении и влага нс конденсируется, а я виде пара уносится дымовыми газами. При таких условиях действительная теплота сгорания — это ни­зшая теплота сгорания при постоянном давлении. Можно вычислить также низшую тепла гу сгорания при постоя in ом объеме. Даны формулы для расчета этих величин.

2. ССЫЛКИ

ГОСТ 9516—92 Уголь. Прямой все лю и метод определения содержания влаги в аналитической пробе.

ГОСТ 27313—89 Топливо твердое. Обозначение аналитических показателей и формулы пересчет і результатов анализа для различных состоя­ний топлива

Г О СТ 27314—91 Топливо тг>е рдое. f. 1 сто; [ы о п р ед ел е и и я вл а ги.

ГОСТ 27589—91 Кокс каменноугольный. Метод определения общей влаги.

3. единицы

   1. Ед и н и ц а к о л и ч е с т в ї те гі л о т ы — л ж о у л ь (Дж)

1. Дж = I ньютон-метр

2. Дж - 1 х Ю⁷ эрг

1 Дж = 0.238846 калории международной таблицы (КАЛ_мегД

1 кал ~ 4,1868 Дж

3.2 Е д и и и ц а т е м не р ату р ы - к е л ь в и н (К)

Температурный интервал в I К равен температурному интервалу в 1 ^ЕС.

Международная стандартная температура для термохимии, равная 25 °С, при­меняется в качестве стандартной температуры при определении теплоты сгорания, хотя зависимость теплоты сгорания угля и кокса от температуры невелика (около I Дж/Г’К).

заГОСТ 147-95

4. ОПРЕДЕЛЕНИЯ

Ниже приведены определения терминов, которые применяются в настоящем стан­дарте.

4. 1. Высшая теплота сгорания при постоянном объеме — количество тепла, которое выделяется при полном сгорании единицы массы твердого топлива в калориметри­ческой бомбе в среде кислорода в установленных стандартом условиях. При этом остаточными продуктами являются газообразный кислород, диоксид углерода, диок­сид серы, азот и вода в виде жидкости, которая находится в равновесии с водяным паром и насыщена диоксидом тглсрода, и твердая зола.

   2. Низшая теплота сгорания при постоянном объеме — количество тепла, выде­лившееся при полном сгорании единицы массы твердого топлива в среде кислорода при постоянном объеме. При этом остаточными веществами являются кислород, диоксид углерода, азот, водяной пар м зола при температуре 25 ^еС.

   3. Низшая теплота сгорания при постоянном давлении — количество тепла, вы­делившееся при полном сгорании единицы массы твердого топлива в среде кисло­рода при постоянном давлении. Пра этом остаточными веществами являются кислород, диоксид углерода, диоксид серы, азот, водяной пар и зола при температу­ре 25 ⁵С.

   4. Эффективная теплоемкость системы — количество тепла, необходимое для повышения температуры калориметрической системы на единицу в условиях аноиза.

5. СУЩНОСТЬ ГЛЕТОДА

   1. Высшая тепл о га с о р а и и я

Навеску пробы твердого топлива сжміают в среде кислорода в калориметриче­ской бомбе в стандартных условиях. Высшую теплоту сгорания вычисляют по подъему температуры воды в сосуде калориметра и средней эффективной теплоем­кости системы. Дня расчета требуются теплота сгорания зажигающего материала, термохимические поправки и, если необходимо, потери тепла в водяной оболочке.

Низшие теплоты сгорания го пл иг а при постоянном объеме и при постоянном давлении определяют расчетным путем, походя из высшей теплоты сгорания при постоянном объеме, полученной с помощью анализа пробіл. Для расчета низшей теплоты сгорания при постоянном обкоме требуются данные о содержании влаги и водорода в анализируемой пробе, для расчета этой величины при постоянном да ліс­ний необходимо также знать содержание кислорода в топливе.

4. РЕАКТИВЫ

   1. Кислород под давлением, позволяющим наполнить бомбу до давления 3 МПа, не содержащий горючих примесей (кислород, полущенный электролитическим спо­собом, Может содержать до 4 водорода и. следовательно, не пригоден).

   2. Прово л о к а д л я з а и а л а

Проволока для запала из хромой г келевого сплава диамегром 0,16—0,20 мм или платины диаметром 0.06—0.10 мм.

25

ГОСТ 147-95

Растворяют 0,25 г метилоранжа и 0,15 г бромкрезолового синего в 50 см' этилово­го спирта с массовой долей 95 об. % и разбавляют водой до 250 см

Ра створяют 2.5г фенол фтале ина в 250 с м ‘ этилового с пирта с м ас с о во й дол ей 95 об. %.

При расчете эффективной теп юемкости калориметра должна быть использована теплота сгорания, указанная г. сертификате для установленных условий применения.

4. АППАРАТУРА

   1. Бомба, способная выдерживать давление, которое создается в процессе горе­ния. Бе конструкция должна допускать полное определение всех жидких продуктов. Материалы, из которых она изготовлена, должны противостоять коррозии под дей­ствием кислот, образующихся пр із горении угля и кокса.

Примечание — Элементы бомбы должны регулярно проверяться дія выявления износа и коррозии. Особое внимание должно уделяться состоянию резь­бы на крышке бомбы.

При м е ч а и и е — В случае изотермической и статической калоримеричсских бомб скорость перемешивания должна быть такой, чтобы продолжительность глав­ного периода (см. 9.2) при определениях эффективной теплоемкости с использова­нием бензойной кислоты (приложение А) не превышала 10 мин.

2

6ГОСТ 147-95

Адиабатическая водяная оболочка должна быть снабжена либо электродом, либо лоіруженным нагревателем, обеспечивающим скорость нагрева, достаточную для поддержания температуры воды в оболочке, отличающейся от температуры сосуда калориметра после сжигания пробы топлива не более чем на 0,1 К. Когда устанавли­вается равновесие при 25 ^СС, изменение температуры сосуда калориметра не должно превышать 0,0005 К/мип.

Изотермическая водяная рубашка должна бьггь снабжена средством поддержания постоянной температуры с погрешностью до + 0,1 К.

Статическая водяная оболочка должна иметь достаточно большую теплоемкость, чтобы ограничить изменение течпераг ры воды в ней. С момента зажигания пробы тоїшива и до конца конечного период;, или в течение 15 мин с этого же момента, в зависимости оттого, какой период больше, при средней скорости падения темпера­туры (постоянная остывания) Ф равно! 0,002 (10.2), повышение температуры воды в оболочке должно бьггь меньше 0.16 К; при А равной 0.003, повышение температуры должно быть меньше чем 0,11 К.

П римеча и и е — При изолированной металлической оболочке, выполненной в виде широкого кольца, это может бь гь достигнуто, если емкость ее 12,5 ДМ’.

Пригодны термометры следующих пшов: