П<Н. ЛЄДОВВТС ІІЫІОСТЬ И1ГОТОВЛСНИЯ ампул из полимерной пленки
При использовании для испытаний бомбы с клапанами в нижней части (тип II) наливают I су? дистиллированной воды в канавку крышки. На крышку с гайкой и контргайкой надевают корпус бомбы и ввинчивают в накидную і анку. затем затягивают контргайку.
Проверяют сопротивление цени зажигания в бомбе. Для зтого подключают проводники пени зажигания па бомбе к выводам «Контроль зажигания» на панели калориметра. При включении переключателя «Контроль зажигания» загорится сигнальная лампочка. При отсутствии на панели выводов Контроль зажигания» электроизмерительным прибором Ц4313 или мнллиомметром Е( 12 проверяют сопротивление цепи зажигания в бомбе, которое ие должно превышать I Ом.
Устанавливают бомбу в подставку и присоединяют к приспособлению для наполнения бомбы кислородом, не содержащим горючих вешеств. Подачу кислорода в бомбу реіулируют игольчатым клапаном. Бомбу медленно наполняют кислородом до давления 2.94 МПа. не вытесняя из нее воздух. При достижении требуемого давления закрывают впускной клапан бомбы и вентиль баллона и отсоединяют кислородподводящую трубку от бомбы. На клапаны бомбы навинчивают резьбовые колпачки с прокладками. Опускают бомбу в сосуд с дисіиллироваииой водой и выдерживают 2 мни для проверки отсутствия утечки кислорода из бомбы. При отсутствии выделяющихся пузырьков кислорода протирают клапаны, к токовводам бомбы присоединяют проводники, вторые концы которых присоединяют к соответствующим контактам крышки сосуда.
Устанавливают бомбу в сосуд и проверяют, чтобы не было препятствий вращению мешалки сосуда. Заполняют сосуд дистиллированной водой так. чтобы верхние части бомбы были полностью погружены в воду. Масса воды в сосуде калориметра типа В ОН с бомбой типа I должна быть (3050 ± 2) г, а с бомбой тип II (3150 ± 2) г. У калориметра тина В-09 с бомбо t типа I масса воды в сосуде должна быть (2950 ± 2) г, с бомбой типа И (3050 ± 2) г. Д'ія калориметров типов В-0НМЛ и В-(№МБ масса воды, заливаемой в сосуд с бомбой типов I и II. должна быть от 3000 до 3100 г. Взвешивают сосуд с водой и бомбой (без дужки) с погрешностью не более 1.0 г. Допускается взвешивать сосуд с водой без бомбы. Масса воды в калориметрических сосудах должна быть такой же, как при определении эффективной теплоемкости калориметра.
Масса сосуда с водой должна быть постоянной при всех определениях с данной бомбой и значение ее должно быть записано в исходные данные для расчета (приложение).
Сосуд устанавливают в гнездо калориметра. Подсоединяют контакты цепи зажигания, соединители иаіревателя, двигателя и закрывают гнездо крышкой. Операции этого пункта относятся к калориметрам типов В-08. В-09 и В-08МА при работе с метастатическим термометром.
Метастатический термометр устанавливают в сосуде таким образом, чтобы ртутный резервуар находился па уровне середины бомбы. Выбранное положение термометра должно быть постоянным при всех определениях теплоты сгорания топлива и определении эффективной теплоемкости калориметра. Необходимо проверить положение ударника вибратора, который должен быть расположен с зазором I 2 мм от термометра. Включают последовательно переключатели: «Сеть 220 В», «Осветитель , «Двигатель .мешалки оболочки», «Двигатель мешалки сосуда», «Вибратор» и «Зуммер». Мешалки должны работать с постоянной скоростью в течение всего испытания.
Перел началом измерений па калориметре типа В-08 нагревают воду при помощи нагревателей в сосуде до 24,9 С (до отметки 1,1 по шкале термометра), а в оболочке до 27,5 "С. У калориметра типа В-09 без обогрева оболочки начальную температуру волы в сосуде устанавливают ниже температуры воды в оболочке на 3—3,5 'С, а температура волы в оболочке должна быть равна температуре помещения, где проводится испытание (от 18 до 32 “С).
Температуру оболочки в калориметрах типов В-08МА и В-08.М Б устанавливают равной 27.5 "С. В калориметре типа В-08МА устанавливают по шкале электрокои такті юго термометра температуру 27,5 "С и включают нагреватели нажатием кнопки «Нагреватели оболочки». При этом должна загореться сигнальная лампочка. Далее температура поддерживается автоматически с погрешностью не более ± 0,1 'С.
В калориметре липа В 08МБ автоматически регулируется температура сосуда и оболочки. При нажатой кнопке «МРО» о поддержании темпера гуры оболочки в пределах (27,5 ± 0,05) U свидетельствует световая индикация «СО-I* либо «СО-11».
При отсутствии сигиаюв «СО-I» или «СО-11» измеряют температуру оболочки с помощью термометра с ценой деления 0,1 "С, и. если температура оболочки окажется выше предела регулирования, необходимо подать в оболочку охлаждающую воду с расходом, обеспечивающим нормальную работу регуляторов. 1'очиость поддержания температуры оболочки может быть увеличена выбором термокоитактора дія всех рассматриваемых типов калориметров и подбором охлаждающей воды для калориметров типов В-08МЛ и В-08МБ.
Для калориметров типов В-08 МЛ и В-08МБ начальная температура воды в сосуде должна быть не более 23,5 ‘С. Для выхода на режим калориметра В-08МЛ нужно включить нагреватель сосуда. При достижении температуры воды в калориметрическом сосуде значения (24 г 0,2) "С (отметка 0,4 по шкале метастатического термометра) нужно выключить нагреватель. После 30 мин выдержки следует вновь включить иаіреватель сосуда. При температуре 24,9 'С нагреватель сосуда отключают па 30 мин для того, чтобы компенсировать различия в собственной температуре бомбы при разных измерениях. При работе с регистратором (калориметр типа В-08МЛ) нагреватель сосуда первый раз отключается при температурі сосуда (24.2 ± 0,2) *С при значении 0.000 В ио вольтметру ІЦ1516. Окончательно выключают нагреватель при напряжении по вольтметру 0,650 В.
проведение испытания
Изотермический р е ж и м
Измерения температуры разбивают на три периода:
начальный — для учета теплообмена калориметрической системы с окружающей средой в условиях начальной температуры опыта:
ілавный — сгорание навески, передача выделившегося тепла всей калориметрической системе и выравнивание температуры всех ее частей;
конечный — для учета теплообмена калориметра с окружающей средой в условиях конечной температуры опыта.
Нпча.іыіый период
Необходимо измерить темпера гуру помещения вблизи калориметра. После перемешивания воды не менее 10 мин для выравнивания температуры всех частей калориметра и наступления ее равномерного изменения за 5 мин до ожидаемого момента достижения температуры воды в сосуде (25 ± 0,2) ‘С для калориметра типа В-08 и (0,8 ± 0,2), выраженная в вольтах, для каюримстра типа В-08М/Ч или принятой па 3—5 'С ниже, чем температура помещения для В-09, начинают считывать показания температуры в течение 5 мин с интервалом 30 с. Последнее значение температуры начального периода является исходной температурой главного периода.
Главный период
При достижении температуры в сосуде калориметра типа В-08 (25 ± 0.2) ‘С. (0.8 ± 0.2} В типа В-08М? и принятой температуры для калориметра типа В-09 в момент соответствующего полуминутного отсчета нажимают кнопку в цепи зажигания для запал навески. Первый отсчет температуры в главном периоте производят непосредственно через 30 с после последнего отсчета в начальном периоде и далее с таким же интервалом. В главном периоде у калориметров типов В-08 и В-09 с бомбой іипа I отсчитывают 20 показаний и с бомбой типа П -15 показаний, а для калориметра типа В 08М для бомбы типа I 30 отсчетов, а для бомбы типа II 25 отсчетов. Главный период считают закопченным с наступлением равномерного изменения температуры. При затруднениях с определением копна главного периода полуминутные промежутки, которые вызывают сомнение в равномерности изменения температуры, относят к главному периоду, увеличив таким образом его продолжительность на один-два интервала по 30 с.
Конечный период
Последний отсчет главного периода считают начальным отсчетом конечного периода, в котором снимают 10 показаний с интервалом 30 с и с погрешностью 0.002 "С.
Показание термометра снимают по третьему вуковому сигналу через 30 с. Перед каждым отсчетом температуры в течение 3—5 с слегка постукивают по термометру вибратором или палочкой, на которую надета резиновая трубка і пи корковая пробка. Данные записывают в протокол испытания. Примеры записи результатов испытаний приведены в приложении.
При считывании по шкале метастатического термометра в начальном, главном (с четвертого отсчета) и конечном периодах погрешность не должна превышать 0.2 наименьшего деления шкалы термометра. В главном периоде до четвертого отсчета погрешность считывания не должна превышать двух наименьших делений шкалы.
В калориметре типа В-08МБ автоматически запоминаются и обрабатываются измерен иые температуры. Результат представляют в виде подъема температуры с учетом поправки на теплообмен. Одновре енно обеспечивается возможность считывания температур, полученных в процессе калориметрического эксперимента. Для запуска программы выбирают требуемый вид работы, нажимая одну из кнопок на блоке управления кнопку «ЦПУ-I», «ЦПУ-2» при наличии цифропечатающего устройства. Д'ія проведения опыта нажимают кнопку «Пуск». За ходом протекания опыта наблюдают по индикации на калориметрическом блоке и блоке управления. Дія просмотра результатов измерений температуры нажимают кнопку «Просмотр», при этом в первой позиции индикаторного табло лол же и высветиться символ «11». При втором нажатии - поправка па теплообмен, при третьем — значение подъема температуры с учетом поправки па теплообмен, а при каждом последующем - тзмеряе.мая температура, начиная с начального периода. Номер измерения высвечивается в двух первых позиция ипдик: торного табло. Прерывают опыт или просмотр результатов нажатием кнопки «СТОП». 1 Іосле заполнения протокола нажимают па блоке управления соответствующие кнопки «СТОП».
?д и абат и ч еск и й режим
После перемешивания воды в сосуде и оболочке в течение 10 мни снимают показание температуры зажигания 1„ с погрешностью не более 0.002 'С. Зажигают пробу топлива.
. Через заранее определенный интервал горения, который был установлен при определении эффективной теплоемкости (н. 3.2.4). считывают показание конечной температуры с погрешностью не более 0,002 "С.
По окончании испытания выключают переключатели и сетевой выключатель, приподнимают (иди вынимают) термометр, снимают крышку калориметра, отключают провода от зажимов бомбы, вынимают бомбу из сосуда. Снимают колпачки с клапанов бомбы, открывают выходной клапан и выпускают газ, разбирают бомбу. Собирают остатки запальной проволоки и взвешивают их с погрешностью не более 0.0002 г.
При отсутствии вкраплений сажи внутри бомбы или иесгоревшего образца топлива смывают содержимое корпуса, крышки и тигля в стакан горячей дистиллированной водой. Все промывные воды (150—200 см') собирают в один стакан и подвергают анализу для определения массы серы, перешедшей при сжигании топлива в бомбе в серную кислоту. Внутреннюю поверхность бомбы и ее детали вытирают и, не закрывая клапанов, оставляю! до последующего опыта открытой. Клапаны после окончания испытания продувают воздухом.
При сжигании серосодержащих топлив промывные воды могут быть использованы тгля определения содержания серы по ГОС! 3877 с целью последующего введения поправки на теплоту образования рас вора серной кислоты. В этом случае количество образовавшейся в бомбе азотной кислоты нс определяют, а теплоту образования ее раствора принимают равной уст юв.лениой при определении эффективной теплоемкости калориметра по бен юйиой кислоте. Содержание серы в продукте может быть установлено отдельно в специальных опытах.
При определении теплоты сгорания нефтепродуктов с температурой вспышки ниже 38 "С определяют серу по ГОСТ 19121.
Для других жидких нефтепродуктов содержание серы определяют по ГОСТ 1437.
При сжигании бензойной кислоты, пленки и образцов топлива. не содержащих серу, в стакан с промывными водами, содержащими азотную кислоту, образовавшуюся в условиях опыта добавляют 2 капли метилового красного и титруюі 0.1 моль/дя3 раствором гидроокиси калия. Измеряют объем раствора гидроокиси калия, израсходованного на титрование, с целью вычисления поправки на теплоту образования раствора азотной кислоты.
ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ
Определение эффективной теплоемкости калориметра
Эффективную теплоемкость (С.) в килоджоулях на Г|млус в изотермическом режиме вычисляют по МИ 2096.
Эффективную теплоемкость (С,) в килоджоулях на градус в адиабатическом режиме вычисляют по МИ 2096 без введения поправки на теплообмен калориметра с окружающей средой по формуле
с <?■-<?. + (>, (1)
1 А» ((,-Г,,1 -с "
где С? = — количество теплоты, вылепившейся при сгорании бензойной кислоты. кДж:
с/, — удельная теплота сгорания бензойной кислоты, кДж/к>;
mi — масса бензойной кислоты, кг;
(7, = - количество теплоты, выделившейся при сгорании запальной проволоки. кДж:
q, — удельная геплота сгорания проволоки. кДж/кг;
/и, — масса сгоревшей проволоки, равная разности масс іроволоки до и после сжигания, кт: = </ , Г — количество теплоты, выделившейся при образовании и растворении в воде азотной кислоты, кДж;
<1-. — теплота образования 1см' 0.1 моль/дм раствора азотной кислоты, равная 6 10 ' кДж/см3. рассчитанная из значения удельной теплоты образования азотной кислоты, равной 59,87 кДж/моль.
Г— объем точно 0,1 моль/дм3 раствора щелочи, израсходованной на титрование, см3;
Гя — показание термометра, соответствующее конечной температуре в делениях шкалы термометра їсти выраженная в вольтах,
