熱容量標(biāo)定:在利用溫度變化計算樣品熱值之前,必須先對測定儀的量熱系統(tǒng)進(jìn)行熱容量標(biāo)定。簡單來講,熱容量就是量熱系統(tǒng)每升高 1K(或 1℃)所需要吸收的熱量,單位為 J/K。標(biāo)定熱容量時,會使用已知熱值的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì),比如標(biāo)準(zhǔn)苯甲酸。將一定量的標(biāo)準(zhǔn)苯甲酸放入氧彈中,按照與測量樣品相同的條件進(jìn)行燃燒。由于苯甲酸的熱值是已知的,通過測量燃燒苯甲酸后量熱系統(tǒng)的溫度升高值,利用特定的公式,就能準(zhǔn)確計算出量熱系統(tǒng)的熱容量。這個熱容量數(shù)值對于后續(xù)準(zhǔn)確測定石油產(chǎn)品熱值至關(guān)重要,它就像是一把已經(jīng)校準(zhǔn)好刻度的尺子,為測量提供了準(zhǔn)確的基準(zhǔn)。
樣品熱值計算:當(dāng)完成熱容量標(biāo)定后,就可以進(jìn)行石油產(chǎn)品樣品的熱值測定了。在相同的實驗條件下,將石油產(chǎn)品樣品放入氧彈并點燃,使其充分燃燒。同樣通過溫度傳感器測量內(nèi)筒水在燃燒前后的溫度變化值。此時,根據(jù)已經(jīng)標(biāo)定好的量熱系統(tǒng)熱容量,結(jié)合溫度變化值,運(yùn)用相應(yīng)的數(shù)學(xué)公式,就能計算出樣品燃燒所釋放的熱量,也就是石油產(chǎn)品的彈筒發(fā)熱量。不過,彈筒發(fā)熱量并不全等同于我們通常所說的石油產(chǎn)品熱值,因為在燃燒過程中,可能會發(fā)生一些副反應(yīng),產(chǎn)生額外的熱量。例如,石油產(chǎn)品中的硫、氮等元素在燃燒時會與氧氣反應(yīng)生成酸性氧化物,這些反應(yīng)會釋放一定熱量。所以,還需要對彈筒發(fā)熱量進(jìn)行校正,扣除硝酸形成熱和硫酸校正熱(即氧彈反應(yīng)中形成的水合硫酸與氣態(tài)二氧化硫形成熱之差),經(jīng)過這樣的校正后,才能得到石油產(chǎn)品的高位發(fā)熱量。高位發(fā)熱量反映了石油產(chǎn)品在理想狀態(tài)下全燃燒所釋放的熱量。但在實際應(yīng)用中,石油產(chǎn)品燃燒時其中的水分會吸收一部分熱量并氣化,這部分熱量無法被有效利用。因此,還需要對高位發(fā)熱量進(jìn)行進(jìn)一步校正,扣除煤中的水分(包括石油產(chǎn)品中原有的水和氫燃燒生成的水)的氣化熱,最終得到石油產(chǎn)品的低位發(fā)熱量。低位發(fā)熱量才是真正在實際能源利用場景中具有重要參考價值的熱值指標(biāo),它更接近石油產(chǎn)品在實際燃燒過程中能夠釋放出來被有效利用的熱量。
相關(guān)產(chǎn)品
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