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XRY-1A氧彈式熱量計
XRY-1A型
氧彈式熱量計
使用說明
書
目錄
一、儀器特點及適用范圍…………………………………2二、主要技術(shù)指標(biāo)與參數(shù)…………………………………2三、儀器結(jié)構(gòu)………………………………………………2四、使用方法………………………………………………5五、操作步驟及計算方法…………………………………6六、使用注意和維護保養(yǎng)…………………………………8七、儀器成套及技術(shù)文件…………………………………9附1:氧彈裝配圖………………………………………10附2:關(guān)于絕對溫度的概念……………………………11
本儀器為精密測試儀器,使用前請詳閱說明書,謹(jǐn)慎操作!
一、儀器特點及適用范圍
XRY-1A型氧彈熱量計(以下稱氧彈熱量計)是依據(jù)中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T213-2008《煤的發(fā)熱量測定方法》、GB/T384-1988《石油產(chǎn)品熱值測定法》、中華人民共和國國家計量檢定規(guī)程JJG672-2001《氧彈熱量計》及上海市企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《Q/YXYY10XRY型氧彈熱量計》規(guī)定的要求設(shè)計制造的。
本儀器的熱容量為(14400~14500)J/K,適用于以熱量計氧彈法測定不含水的石油產(chǎn)品(汽油、噴氣燃料、柴油和燃料油等)以及煤炭、焦炭、石蠟等可燃性物質(zhì)的發(fā)熱量的測定。
彈熱值的測定是在氧彈中有過剩氧的情況下,按規(guī)定條件燃燒單位重量的試樣所產(chǎn)生的熱量,稱為彈熱值(以J/g或kJ/kg表示)。
格萊莫熱量計熱容量的測定采用在氧彈中燃燒一定量的標(biāo)準(zhǔn)苯甲酸,測量由其燃燒所產(chǎn)生的熱量而引起熱量計系統(tǒng)溫度變化的方法來確定熱量計的熱容量,即熱量計系統(tǒng)溫度升高1K所需的熱量(J),在數(shù)值上等于熱量計的熱容量(J/K)。
注:熱容量(14400~14500)J/K中的K為絕對溫度的符號,詳見附2。
二、主要技術(shù)指標(biāo)與參數(shù)
1、熱容量:2、分辨率:3、熱值:4、重復(fù)性誤差:5、氧彈耐壓:6、溫度測量范圍:7、使用環(huán)境溫度:8、存貯測溫數(shù)據(jù):9、相對濕度:10、工作電源:
(14400~14500)J/K。0.001K!60J/g!0.2%(C級)。20MPa。(10~35)℃。
20℃±5℃,在一次測量過程中溫度波動不大于1℃。31個!85%。
AC220V±5%,50Hz。
三、儀器結(jié)構(gòu)
儀器結(jié)構(gòu)見圖1所示。
1、自密封式氧彈(簡稱氧彈)
為了防止燃燒生成的酸對氧彈的腐蝕,全部結(jié)構(gòu)采用不銹鋼1Cr18Ni9Ti制成,氧彈的結(jié)構(gòu)由三個部分組成;一個容積為300毫升的圓筒形彈體,一個蓋子和一個聯(lián)接蓋和彈體的環(huán),彈體內(nèi)徑為58毫米,深103毫米,壁厚為內(nèi)徑的1/10,底和蓋的厚度稍大,強度足夠耐受固體燃燒時產(chǎn)生的最大壓力(60~70大氣壓),并能耐受液體燃料所產(chǎn)生的更大壓力。
氧彈采用自動密封橡膠墊圈,當(dāng)氧彈內(nèi)充氧到一定壓力時,橡膠墊圈因受壓而與彈體和彈蓋密接,造成兩者間的氣密性。且筒內(nèi)外壓力差越大,密封性能越好。中間氣閥也因受壓緊密閉合,氧氣從中間氣閥螺釘四周進入筒內(nèi),不會直接充壓試樣,點火時又可保護彈頂密封系統(tǒng)。本氧彈具備操作方便,結(jié)構(gòu)合理可靠,使用壽命長等優(yōu)點。
⑴玻璃管溫度計⑵攪拌電機⑶溫度傳感器⑷翻蓋手柄⑸手動攪拌柄⑹氧彈體⑺控制面板
圖
2、水套(外筒)
1
水套是雙層容器,實驗時充滿水,通過水套攪拌器使筒內(nèi)水溫均勻,形成恒溫環(huán)境,水筒放在水套中的一個具有三個支點的絕緣支架上。
水套備有上有小孔的膠木蓋,便于插入測溫探頭,點火線等,蓋下面襯有拋光金屬板。
3、水筒(內(nèi)筒)
水筒全部由不銹鋼薄板制成,截面為梨行,以減少與外筒間的輻射作用。當(dāng)氧彈放入水筒后,可加水淹沒氧彈,而水面至內(nèi)筒上邊緣約有250~500毫升的空間,水筒的裝水量一般為3000克(氧彈擱在彈頭座架上),水筒內(nèi)設(shè)有電動攪拌器。
4、攪拌器
攪拌器由同步電動機帶動,攪拌速度為500轉(zhuǎn)/分,轉(zhuǎn)速平穩(wěn)。通過攪拌器螺旋槳的運動,使試樣燃燒放出的熱量盡快在量熱系統(tǒng)內(nèi)均勻散布。電動機與攪拌器間用絕熱固定板連接,以防止因電機產(chǎn)生的熱而影響測量精度。
外筒攪拌器為手拉式攪拌器,上下拉動數(shù)次即能使外筒水溫均勻,給內(nèi)筒形成一個恒溫的外部環(huán)境。
5、工業(yè)用玻璃棒溫度計
溫度計的刻度范圍為(0~50)℃,最小分度為0.1℃,用來測量水套水溫。6、點火絲
點火時通入24V交流電,引燃點火絲。點火絲一般用直徑0.1毫米左右的鎳鉻絲做成。當(dāng)有電流通過時,鎳鉻絲被燒成赤熱并在很短時間內(nèi)熔斷,引燃試樣。
7、氣體減壓器
YQY-370氣體減壓器或SJT-10型氣體減壓器用于瓶裝氧氣減壓用。它能保持穩(wěn)定和足夠的流量送到氧彈中,進氣最高工作壓力為15MPa,最低工作壓力不低于工作壓力的2倍。該減壓器帶有兩個壓力表,其中一個指示氧氣瓶內(nèi)的壓力,可指示(0~25)MPa,另一個表指示被充氧氣的氧彈的壓力,可指示(0~6)MPa。兩個表之間裝有減壓閥,壓力表每年至少經(jīng)國家機關(guān)檢查一次,以保證指示讀數(shù)正確和使用安全。各連接部分禁止使用潤滑油,必要時只能使用甘油,涂抹量不應(yīng)過多,若任一連接部分被油類污染,必須用汽油或酒精洗凈并風(fēng)干。
8、壓餅機
它是一種螺旋杠桿式壓餅機,能壓制直徑約10mm的煤餅或苯甲酸餅,壓模及沖桿用硬質(zhì)鋼制成,表面光潔,容易擦拭。壓制時,模子或底片由可移動的墊塊支承,壓好后,可將墊塊移動一邊取出模子或試樣。該壓餅機底板上設(shè)有用以固定在桌面上的螺釘孔,不用時,應(yīng)在易生銹部位涂上防銹油脂。
注:壓餅機為選配件。
9、控制器面板使用說明(見圖2所示)
本儀器采用了微控制器為基礎(chǔ)的高性能測溫系統(tǒng),測溫精度高,穩(wěn)定性好,測量精度為0.001℃,且讀數(shù)方便。本儀器可將樣品測量全過程中的測溫數(shù)據(jù)存入存儲器內(nèi),或一次測量完后反復(fù)多次讀出,全盤取代了以前使用的貝克曼溫度計?刂破髅姘迳显O(shè)置有電源、攪拌、數(shù)據(jù)、結(jié)束、點火、復(fù)位六個電子開關(guān)按鍵和七位數(shù)碼管,能對樣品熱值測定進行全過程操作和溫度顯示。其中左邊兩位數(shù)字代表測溫次數(shù),右邊五位代表測量的實際溫度,本儀器測溫范圍為10℃~35℃。
圖2
四、使用方法
1、一開機后,只要不按“點火”鍵,儀器逐次自動顯示溫度數(shù)據(jù)100個,測溫次數(shù)從00→99遞增,每半分鐘一次,并伴有蜂鳴器的鳴響,此時按動“結(jié)束”鍵或“復(fù)位”鍵能使顯示測溫次數(shù)復(fù)零。
2、按動“點火”鍵后,氧彈內(nèi)點火絲得到約24V交流電壓,從而燒斷點火絲,點燃坩堝中的樣品,同時,測量次數(shù)復(fù)零。以后每隔半分鐘測溫一次并貯存測溫數(shù)據(jù)共31個,當(dāng)測溫次數(shù)達(dá)到31后,測溫次數(shù)就自動復(fù)零。
3、當(dāng)樣品燃燒,內(nèi)筒水開始升溫,平緩到頂后,開始下降,當(dāng)有明顯降溫趨勢后,可按“結(jié)束”鍵,然后按動“數(shù)據(jù)“鍵,可使00次、01次、02次……一直到按“結(jié)束”鍵時的測溫次數(shù)為止的測量溫度數(shù)據(jù)重新逐一在五位數(shù)碼管上顯示出來,操作人員可以進行記錄和計算,或與實時筆錄的溫度數(shù)據(jù)(注:電腦貯存的數(shù)據(jù)是蜂鳴器鳴響的那一秒的溫度值)核對后計算ΔT和熱值。當(dāng)操作人員每按一次“數(shù)據(jù)”鍵,被貯存的溫度數(shù)據(jù)和測溫次數(shù)自動逐個顯示出來,方便操作人員查看測溫記錄。
注:在讀取數(shù)據(jù)狀態(tài),“點火”鍵不起作用,若需重新測量,必須先按“結(jié)
束”鍵,使儀器回到測溫狀態(tài)。
4、按“復(fù)位”鍵后,可重新試驗。
5、關(guān)掉電源,原貯存的溫度數(shù)據(jù)也將自動被清除。
四、操作步驟及計算方法
1、測試前的準(zhǔn)備
⑴使用前應(yīng)仔細(xì)閱讀使用說明書。
⑵仔細(xì)閱讀中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T213《煤的發(fā)熱量測定方法》或GB/T384《石油產(chǎn)品熱值測定法》,仔細(xì)閱讀中華人民共和國國家計量檢定規(guī)程JJG672《氧彈熱量計》,了解并熟悉標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)程所闡述的檢定規(guī)程、試驗方法、試驗步驟和試驗要求。
⑶檢查本儀器的工作狀態(tài),使其處于符合本說明書所規(guī)定的工作環(huán)境和工作條件下。
⑷檢查本儀器的外殼,必須處于良好的接地狀態(tài)。2、試劑和材料
⑴苯甲酸:二級量熱標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì),應(yīng)是國家計量行政部門批準(zhǔn)并發(fā)布的量熱標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì),并具有標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)證書。
⑵點火絲:直徑約0.1mm鎳鉻絲,長(80~100)mm,再把等長的10~15根點火絲同時放在分析天平上稱量,計算每根點火絲的平均重量。
⑶氧氣:不應(yīng)有氫和其它可燃物,禁止使用電解氧氣。3、操作步驟
⑴先將外筒裝滿水,試驗前用外筒攪拌器(手拉式)將外筒水溫攪拌均勻。⑵稱取片劑苯甲酸1克(約2片),再稱準(zhǔn)至0.0002克放入坩堝中。⑶把盛有苯甲酸的坩堝固定在坩堝架上,將1根點火絲的兩端固定在兩個電極柱上,并讓其與苯甲酸有良好的接觸,然后,在氧彈中加入10毫升蒸餾水,擰緊氧彈蓋,并用進氣管緩慢地充入氧氣直至彈內(nèi)壓力為(2.8-3.0)MPa大氣壓為止,氧彈不應(yīng)漏氣。
⑷把上述氧彈放入內(nèi)筒中的氧彈座架上,再向內(nèi)筒中加入約3000克(稱準(zhǔn)至0.5克)蒸餾水(溫度已調(diào)至比外筒低0.2℃~0.5℃左右),水面應(yīng)至氧彈進氣閥螺帽高度的約2/3處,每次用水量應(yīng)相同。
⑸接上點火導(dǎo)線,并連好控制箱上的所有電路導(dǎo)線,蓋上膠木蓋,將測溫傳感器插入內(nèi)筒,打開電源和攪拌開關(guān),儀器開始顯示內(nèi)筒水溫,每隔半分鐘蜂鳴器報時一次。
⑹當(dāng)內(nèi)筒水溫均勻上升后,每次報時時,記下顯示的溫度。當(dāng)記下第10次時,同時按“點火”鍵,測量次數(shù)自動復(fù)零。以后每隔半分鐘貯存測溫數(shù)據(jù)共31個,當(dāng)測溫次數(shù)達(dá)到31次后,按“結(jié)束”鍵表示試驗結(jié)束(若溫度達(dá)到最大值后記錄的溫度值不滿10次,需人工記錄幾次)。
⑺停止攪拌,拿出傳感器,打開水筒蓋(注意:先拿出傳感器,再打開水筒蓋),取出內(nèi)筒和氧彈,用放氣閥放掉氧彈內(nèi)的氧氣,打開氧彈,觀察氧彈內(nèi)部,若有試樣燃燒完全,試驗有效,取出未燒完的點火絲稱重。
若有試樣燃燒不完全,則此次試驗作廢。
⑻用蒸餾水洗滌氧彈內(nèi)部及坩堝并擦拭干凈,洗液收集至燒杯中的體積約150-200毫升。
⑼將盛有洗液的燒杯用表面器皿蓋上,加熱至沸騰5分鐘,加2滴酚酞指示劑,用0.1N的氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定,記錄消耗的氫氧化鈉溶液的體積。
如發(fā)現(xiàn)在坩堝或氧彈內(nèi)有積炭,則此次試驗作廢。J/K)計算公式4、熱容量(、熱容量(J/KJ/K)計算公式
Q1M1+Q2M2+VQ3
E=
ΔT
式中:E——
Q1——M1——Q2——M2——V——Q3——
熱量計熱容量,J/K;苯甲酸標(biāo)準(zhǔn)熱值,J/g;苯甲酸重量,g;
引燃(點火)絲熱值,J/g;引燃(點火)絲重量,g;消耗的氫氧化鈉溶液的體積,ml;
硝酸生成熱滴定校正(0.1mol的硝酸生成熱為5.9J),J/ml;
ΔT——修正后的量熱體系溫升,℃;計算方法如下:ΔT=(tn–to)+Δθ
其中:to和tn—主期初溫和末溫,℃;
Δθ—量熱體系與環(huán)境的熱交換修正值,℃;計算方法(瑞-芳法)如下:
Vn–Vo
Δθ=
θn–θo
(
to+tn
+
2
n-1
∑
1
ti-nθn)+nVn
式中:Vo和Vn—初期和末期的溫度變化率,℃/30s;
θo和θn—初期和末期的平均溫度,℃;n—主期讀取溫度的次數(shù);ti—主期按次序溫度的讀數(shù)。
5、試樣熱值(J/g)的計算公式、試樣熱值(J/gJ/g)的計算公式
E·ΔT–∑GdQ=
G
式中:ΣGd——添加物產(chǎn)生的總熱量,J;
G
——–試樣重量,g;
其它符號同上式。
五、使用注意和維護保養(yǎng)
1、使用中的注意事項
⑴儀器工作時應(yīng)放置在一個單獨的、背陽的房間,工作臺平整,理想環(huán)境溫度為(20℃±5)℃。為了保證測量的準(zhǔn)確性,每次測定時室溫的變化不大于±1℃,室內(nèi)禁止使用各種熱源,不應(yīng)有空氣對流的現(xiàn)象。
⑵量熱標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)應(yīng)用二等或二等以上、經(jīng)計量機關(guān)檢定、標(biāo)有熱值的苯甲酸。
⑶氧彈內(nèi)使用純度為99.5%的工業(yè)氧氣,禁止使用電解氧。⑷出廠時本儀器配有Ni-Cr點火絲。
⑸保持儀器表面清潔干燥,不可讓水流入儀器,引起電路板損壞。尤其是外筒不能加得過滿以免攪拌時,水溢出造成電路板損壞。
2、日常維護保養(yǎng)
⑴氧彈應(yīng)定期進行20MPa水壓檢查,每年至少一次。
⑵氧氣減壓器在使用前應(yīng)將零件上油污擦洗干凈,以免在充氧時,發(fā)生意外爆炸事故,氧氣減壓器應(yīng)定期進行耐壓試驗,每年至少一次。
⑶氧彈的密封每次使用前應(yīng)仔細(xì)檢查,如密封墊圈損壞,應(yīng)即調(diào)換,以防密封不良。
警告:氧彈彈體是耐高壓器件,應(yīng)按照正確的壓力要求充氧氣,切不可過壓,并妥善保管,正確維護。
⑷儀器使用完畢后應(yīng)保持表面清潔干燥以防腐蝕,長期不用時,應(yīng)將水倒掉并擦拭干凈,置于干燥處。
⑸攪拌電機的轉(zhuǎn)軸應(yīng)每半年或一年加一次潤滑油(視使用的頻繁程度而定)。
注意:當(dāng)室溫低于0℃時,請將水浴內(nèi)的水放盡,防止結(jié)冰損壞器件!警告:儀器若出現(xiàn)故障應(yīng)及時切斷電源,請專業(yè)技術(shù)人員檢修并排除故障后方可繼續(xù)使用,防止發(fā)生意外!
六、儀器成套及技術(shù)文件
1、儀器成套序號123456789101112131415161718
名
稱
單位
數(shù)量1111111021115552111
備
注
熱量計主機
套
(包括氧彈、水套、水筒、攪拌器、彈頭支架氧彈座架傳感器
溫度計(0~50℃)溫度計固定塞(硅膠塞2#)點火絲(Ф0.1鎳鉻絲)坩堝(祖包夫皿)放氣閥氧氣減壓器氧氣導(dǎo)管
○型密封圈(Ф20×2.4mm)○型密封圈(Ф8×1.9mm)○型密封圈(Ф6×1.9mm)密封圈(大○型圈)點火連接線電源線(250V6A)吸水器
臺臺支支只米只只只付只只只只根根個
19
20苯甲酸溫度計擋圈(1)#片只
只1042
1份
1份
1份21保險絲2A(φ5×20)2、技術(shù)文件⑴產(chǎn)品使用說明書⑵產(chǎn)品保修卡⑶合格證
附1:氧彈裝配圖
氧彈裝配圖
附2:關(guān)于絕對溫度的概念
熱力學(xué)溫度又稱開爾文溫度,或稱絕對溫度,符號為K。
絕對零度時的溫度定義為0K。水的三相點,即液體、固體、氣體狀態(tài)的水同時存在的溫度,定義為273.16K。
水在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下結(jié)冰的溫度,即攝氏溫度0℃,或華氏溫度32F,相當(dāng)于熱力學(xué)溫度273.16K。
絕對溫度和攝氏溫度的關(guān)系為:
絕對溫度T≈?jǐn)z氏溫度t+273度。
絕對溫度的0度≈?jǐn)z氏溫度的273度。
欲了解更詳細(xì)的絕對溫度的概念,請閱讀相關(guān)的教科書。O
檢驗員:包裝員:
年月日年月日
五、使用注意和維護保養(yǎng)
1、使用中的注意事項
⑴儀器工作時應(yīng)放置在一個單獨的、背陽的房間,工作臺平整,理想環(huán)境溫度為(20℃±5)℃。為了保證測量的準(zhǔn)確性,每次測定時室溫的變化不大于±1℃,室內(nèi)禁止使用各種熱源,不應(yīng)有空氣對流的現(xiàn)象。
⑵量熱標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)應(yīng)用二等或二等以上、經(jīng)計量機關(guān)檢定、標(biāo)有熱值的苯甲酸。
⑶氧彈內(nèi)使用純度為99.5%的工業(yè)氧氣,禁止使用電解氧。
⑷出廠時本儀器配有Ni-Cr點火絲。
⑸保持儀器表面清潔干燥,不可讓水流入儀器,引起電路板損壞。尤其是外筒不能加得過滿以免攪拌時,水溢出造成電路板損壞。
2、日常維護保養(yǎng)
⑴氧彈應(yīng)定期進行20MPa水壓檢查,每年至少一次。
⑵氧氣減壓器在使用前應(yīng)將零件上油污擦洗干凈,以免在充氧時,發(fā)生意外爆炸事故,氧氣減壓器應(yīng)定期進行耐壓試驗,每年至少一次。
⑶氧彈的密封每次使用前應(yīng)仔細(xì)檢查,如密封墊圈損壞,應(yīng)即調(diào)換,以防密封不良。
警告:氧彈彈體是耐高壓器件,應(yīng)按照正確的壓力要求充氧氣,切不可過壓,并妥善保管,正確維護。
⑷儀器使用完畢后應(yīng)保持表面清潔干燥以防腐蝕,長期不用時,應(yīng)將水倒掉并擦拭干凈,置于干燥處。
⑸攪拌電機的轉(zhuǎn)軸應(yīng)每半年或一年加一次潤滑油(視使用的頻繁程度而定)。
注意:當(dāng)室溫低于0℃時,請將水浴內(nèi)的水放盡,防止結(jié)冰損壞器件!警告:儀器若出現(xiàn)故障應(yīng)及時切斷電源,繼續(xù)使用,防止發(fā)生意外!
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