煤炭發熱量測定-資料下載頁

　　

【正文】 計算出 K和 A值。 ? 設內筒初期起始溫度為 T0，初期終點溫度即主期起始（點火時）溫度為 t0；主期終點溫度為 tn；末期終點溫度為 Tn，上述各點對應的外筒溫度分別為 Tjo、tjo、 tjn、 Tjn。初期、主期、末期及其臨界點的關系如圖 83所示。 3/11/2023 43 吉林省電力科學研究院 煤的發熱量測定 ? 初期平均冷卻速度 V0＝ （ T0－ t0） /5 ? 末期平均冷卻速度 Vn＝ （ tn－ Tn） /5 ? 內 、 外筒初 、 末期的平均溫度： ? to=(To+to)/2 ? tjo=(Tjo+tjo)/2 ? tn=(Tn+tn)/2 ? tjn=(Tjn+tjn)/2 ? 對于 to點和 tn點 ， 由 （ 818） 式有： ? Vo=K(totjo)+A ? Vn=K(tntjn)+A ? 將上式應用于初期和末期 ， 則有 ? Vo=K(totjo)+A ? Vn=K(tntjn)+A 3/11/2023 44 吉林省電力科學研究院 煤的發熱量測定 ? 解上述二元一次方程組 ， 得 ? K=(VnVo)/[(tntjn)(totjo)] ? A=Vo(totjo)(VnVo)/[(tntjn)(totjo)] 1. 3采用數值積法求解 S ? 在發熱量測定過程中 ， 試驗主期的內筒溫度 t和外筒溫度 tj隨試驗時間 r的變化曲線如圖 84所示 ? 設試驗主期時間為 n， 記錄內 、 外筒溫度時間隔為 r， 則主期溫度記錄次數為 m=n/r， 即 r=n/m。 ? 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 。 將每個小條形兩條曲線邊視為直線 ， 即將條形視作梯形 ， 則上述面積之代數和近似地等于 m個梯形面積之代數和 。 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 。 實際上 ， 只要 m足夠大 ， 則梯形面積的代數和可完全滿足測定結果的準確度要求 。 3/11/2023 45 吉林省電力科學研究院 煤的發熱量測定 21mn根據上述分析，圖中任一小梯形的面積為： Si= [(ti1tji1)+(titji)] 則 m個小梯形的面積之和為： ??miiS1mn2?? ?????mi jiijiitttt1)]()11[(S= = mn2mn2= [(totjo)+(titji)]+…+ [(t1tj1)+(t2tj2)]+ …+ [(ti1tji1)+(titji)]+ …+[(tm 1tjm1)+(tmtjm)] 3/11/2023 46 吉林省電力科學研究院 煤的發熱量測定 mn2joo tt ?????11)(mijii tt2jmm tt ?經整理得： S= [ + + ] 3． 4冷卻校正公式的通用表達形式與特定形式 —— 瑞方公式 利用試驗的邊界條件，推導出了量熱儀冷卻常數 K和綜合常數 A的表達式。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。將（ 823）和（ 824）式代入（ 821）式，即可得到冷卻校正公式的通用表達形式： 3/11/2023 47 吉林省電力科學研究院 煤的發熱量測定 )()( joojnnon tttt VV ??? ?mn 2joo tt ??????11)(mi jiitt2 jmm tt ? )()(joojnnon tttt VV ??? ?mn )()( joojon on tttt VV ??? ?2joo t? ?????11 (mi jii tt2jmm tt ?C=KS+nA = [ + ] (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。顯然，記錄溫度的時間間隔越短，冷卻校正值的準確度越高。另一方面，外筒水溫由于受到內筒溫度、環境氣溫和氣流、攪拌及蒸發等因素的影響，很難保持不變。若冷卻校正計算公式中不考慮外筒溫度的變化，則計算結果必然存在誤差。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。因此，（ 825）式的準確度（ 826）式要高。故（ 825）式可稱為高準確度冷卻校正公式。在實際應用中，若同步檢測內外筒溫度，且時間間隔取 15s(1/4min)、 10s(1/6min)或 6s(1/10min)，能獲得準確度很高的計算結果。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，可以放寬試驗對環境條件的要求。通用公式既適用于靜態式量熱儀，又適用于恒溫式量熱儀。 3/11/2023 49 吉林省電力科學研究院 煤的發熱量測定 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 ， 此后逐漸被各工業化國家和其他國家采用 。 該公式的應用基礎是玻璃溫度計測溫和人工計時與觀測溫度 。 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 ） 。 如德國提出的 Roth公式 、 Moser公式 、 美國提出的 Dickinson公式 ，前蘇聯采用的 Bunte公式 、 波蘭采用的 Langbein公式等 ， 另外還有一些學者從學術研究角度提出的各種等效冷卻校正公式 。 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 。 其準確度比瑞 —— 方公式要高 ， 適用于采用溫度傳感器測量溫度的自動量熱儀 。 這些公式 ， 在此不作詳細介紹 。 下面僅以理解冷卻校正的一般概念和實用角度介紹我國煤炭科學研究總院北京煤化學研究所提出的并被國家標準所推薦的一種等效公式 （ 又稱羅 — 李公式 ） 。 ? 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 。 a的取值與溫升值之比的關系如下： ? 令 △=tnto, △1′40″=t1′40″to ? 當 △/△1′40″≤ ,a=△/△1′40″ ? 當 △/△1′40″ ,a=△/△1′40″ ? 確定時間因子所采用的溫升值比值的分界值 （ ） ， 是在大量試驗數據基礎上經統計處理確定的一個最優經驗值 。 ? （ 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 。 ? 該冷卻校正公式的物理意義如圖 85所示 ， 由 （ 818） 式可知 ， 由于內筒內的攪拌作用和蒸發散熱作用 ， 當內外筒溫差為零時 ， 冷卻速度并不為零 。 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 。 ? 設 V＝ 0時 t=tn, 3/11/2023 51 吉林省電力科學研究院 煤的發熱量測定 ? 由 V＝ K(ttj)+A得 tn=tjA/K ? 由于攪拌熱效應產生的溫升作用通常大于蒸發散熱的冷卻作用，因此， A值一般情況下是負值（負的冷卻即為升溫）。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)。于是有： S2＋ S4＝ 0，或 S2＝ S4。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。因此，試驗過程中，應根據燃料發熱量的大小，適當調節內外筒的溫差，以使 S2和 S4相互抵消，從而獲得準確的冷卻校正結果。 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