ठोस दहनशील पदार्थों के कैलोरी मान को निर्धारित करने की विधि
ठोस दहनशील पदार्थ उन ठोस पदार्थों को संदर्भित करते हैं जो आग, गर्मी के स्रोतों, प्रभाव या घर्षण के संपर्क में आने पर प्रज्वलित हो सकते हैं। वे दैनिक आवश्यकताओं से लेकर औद्योगिक कच्चे माल तक, जैसे लकड़ी, कागज और वस्त्रों तक, विभिन्न प्रकार के होते हैं।
मुख्य विशेषताएं
ज्वलनशीलता: आग के स्रोतों के संपर्क में आने पर तेजी से प्रज्वलित होना, तेजी से लौ का प्रसार।
खतरा: दहन से जहरीले पदार्थ निकल सकते हैं, और आग बुझाना मुश्किल हो सकता है (उदाहरण के लिए, धातु के पाउडर पानी के संपर्क में आने पर प्रतिक्रियाओं को तेज कर सकते हैं)।
विविधता: स्व-प्रतिक्रियाशील पदार्थों, स्थिर विस्फोटकों आदि सहित।
सामान्य प्रकार：
प्राकृतिक ठोस: लकड़ी, पीट, लिग्नाइट, बिटुमिनस कोयला, एन्थ्रेसाइट, तेल शेल, आदि।
प्रसंस्कृत ठोस: लकड़ी का कोयला, कोक, ब्रिकेट, कोयला गेंदें, आदि।
विशेष ठोस: ठोस अल्कोहल, ठोस रॉकेट ईंधन, आदि।
प्रयोगात्मक उद्देश्य：
1. कैलोरी मान निर्धारित करें: ऑक्सीजन बम कैलोरीमीटर जैसे उपकरणों का उपयोग करके ठोस दहनशील पदार्थों (जैसे, लकड़ी, कोयला) के पूर्ण दहन के दौरान जारी गर्मी को सटीक रूप से मापें। यह ईंधन की गुणवत्ता का मूल्यांकन करने के लिए एक मुख्य संकेतक है।
2. प्रयोगात्मक तकनीकों में महारत हासिल करें: ऑक्सीजन बम कैलोरीमीटर की संचालन प्रक्रियाओं को जानें, जिसमें ऑक्सीजन चार्जिंग, इग्निशन और तापमान माप जैसे मुख्य चरण शामिल हैं। दहन गर्मी और कैलोरी मान के बीच के अंतर को समझें, और प्रयोग में सुधार की आवश्यकता वाले त्रुटि स्रोतों की पहचान करें (उदाहरण के लिए, इग्निशन तार का दहन, उपकरण द्वारा गर्मी का अवशोषण)।
3. उपकरण सिद्धांतों को समझें: ऑक्सीजन बम कैलोरीमीटर की संरचना (उदाहरण के लिए, बम सिलेंडर, तापमान सेंसर, स्टिरर) से परिचित हों; गर्मी क्षमता अंशांकन विधि में महारत हासिल करें और बेंजोइक एसिड जैसे मानक पदार्थों का उपयोग करके उपकरण को कैलिब्रेट करें।
प्रयोगात्मक नमूने और उपकरण
प्रयोगात्मक नमूने: ठोस दहनशील पदार्थ
प्रयोगात्मक उपकरण: SH500 कैलोरीमीटर, GB/T 384 के अनुरूप
प्रयोगात्मक प्रक्रियाएं
1. उपकरण की तैयारी और अंशांकन：
ऑक्सीजन बम कैलोरीमीटर निरीक्षण: सुनिश्चित करें कि ऑक्सीजन बम की आंतरिक दीवार साफ है और उसमें कोई अवशेष नहीं है; जांचें कि क्या इग्निशन तार (निक्रोम तार) बरकरार है और इलेक्ट्रोड अच्छी स्थिति में हैं।
गर्मी क्षमता अंशांकन: अंशांकन पदार्थ के रूप में बेंजोइक एसिड (मानक कैलोरी मान: 26450 J/g) का उपयोग करें। 0.5~1.0 ग्राम (0.0001 ग्राम तक सटीक) तौलें और इसे ऑक्सीजन बम क्रूसिबल में रखें। ऑक्सीजन बम में 10 मिलीलीटर आसुत जल डालें, इसे 2.6~3.3 MPa के दबाव में ऑक्सीजन से भरें, और हवा को बाहर निकालने के लिए 5 मिनट तक खड़े रहने दें। ऑक्सीजन बम को कैलोरीमीटर के आंतरिक सिलेंडर में रखें, 2000 ग्राम आसुत जल डालें (परिवेश के तापमान के साथ तापमान का अंतर ≤ 1℃), सरगर्मी और तापमान संग्रह शुरू करें। इग्निशन के लिए पावर ऑन करें, पानी के तापमान में परिवर्तन रिकॉर्ड करें, और गर्मी क्षमता (C) की गणना करें। ऑपरेशन को 3 बार दोहराएं और औसत मान लें; गर्मी क्षमता का विचलन ≤ 0.5% होगा।
2. नमूना तैयारी
ठोस नमूना उपचार: ठोस दहनशील पदार्थ (जैसे, कोयला, बायोमास छर्रों) को एक कण आकार में पीस लें< 0.2 मिमी एकरूपता सुनिश्चित करने के लिए; नमूने का 0.5~1.0 ग्राम (0.0001 ग्राम तक सटीक) तौलें और इसे एक सूखे क्रूसिबल में रखें।
नमी नियंत्रण: यदि नमूने में नमी है, तो कैलोरी मान गणना पर नमी वाष्पीकरण के प्रभाव से बचने के लिए इसे 105℃ पर स्थिर वजन तक सुखाएं।
ऑक्सीजन बम चार्जिंग और इग्निशन
3. ऑक्सीजन चार्जिंग ऑपरेशन: नमूना क्रूसिबल को ऑक्सीजन बम में रखें, 10 मिलीलीटर आसुत जल डालें (दहन उत्पादों को घोलने के लिए), इग्निशन तार स्थापित करें और इसे नमूने के संपर्क में लाएं। ऑक्सीजन बम को 2.8~3.0 MPa के दबाव में ऑक्सीजन से भरें, और हवा को बाहर निकालने के लिए 5 मिनट तक खड़े रहने दें, यह सुनिश्चित करते हुए कि कोई हवा का अवशेष न बचे।
इग्निशन और दहन: ऑक्सीजन बम को कैलोरीमीटर के आंतरिक सिलेंडर में रखें, 2000 ग्राम आसुत जल डालें, सरगर्मी और तापमान संग्रह शुरू करें। इग्निशन के लिए पावर ऑन करें, पानी के तापमान में परिवर्तन रिकॉर्ड करें (प्रारंभिक अवधि, मुख्य अवधि, अंतिम अवधि), और मुख्य अवधि के दौरान अधिकतम तापमान बिंदु को कैप्चर करें। दहन के बाद, जांचें कि ऑक्सीजन बम में कोई बिना जला हुआ अवशेष नहीं है; अन्यथा, परीक्षण को दोहराया जाना चाहिए।
प्रयोगात्मक परिणाम
यह प्रयोग GB/T 384-2025 मानक का सख्ती से अनुपालन करता है। कोयला नमूने का मापा गया शुद्ध कैलोरी मान 17,780.83 J/g (4247.6 kcal/kg) है, जिसमें अच्छी पुनरावृत्ति और विश्वसनीय डेटा है।
