Katı Yakıtların Isıl Değerini Belirleme Yöntemi

Katı Yanıcı Maddelerin Isıl Değerini Belirleme Yöntemi

Katı yanıcı maddeler, ateş, ısı kaynakları, darbe veya sürtünme ile temas ettiğinde tutuşabilen katı maddeleri ifade eder. Günlük ihtiyaçlardan endüstriyel hammaddelere kadar geniş bir yelpazeyi kapsar; odun, kağıt ve tekstil gibi.

Temel Özellikler

Yanabilirlik: Ateş kaynaklarıyla temas ettiğinde hızla tutuşma ve hızlı alev yayılması.

Tehlike: Yanma, toksik maddeler üretebilir ve yangın söndürme zor olabilir (örneğin, metal tozları suya maruz kaldığında reaksiyonları yoğunlaştırabilir).

Çeşitlilik: Kendiliğinden reaktif maddeler, kararlı patlayıcılar vb. dahil.

Yaygın Türler：

Doğal Katılar: Odun, turba, linyit, taş kömürü, antrasit, şeyl yağı vb.

İşlenmiş Katılar: Odun kömürü, kok, briketler, kömür topları vb.

Özel Katılar: Katı alkol, katı roket yakıtı vb.

Deneysel Amaçlar：

1. Isıl Değeri Belirleme: Katı yanıcı maddelerin (örneğin, odun, kömür) tam yanması sırasında salınan ısıyı, oksijen bombası kalorimetreleri gibi ekipmanlar kullanarak doğru bir şekilde ölçün. Bu, yakıt kalitesini değerlendirmek için temel bir göstergedir.

2. Deneysel Tekniklerde Uzmanlaşma: Oksijen bombası kalorimetrelerinin çalışma prosedürlerini öğrenin, oksijen yükleme, ateşleme ve sıcaklık ölçümü gibi temel adımlar dahil. Yanma ısısı ile ısıl değer arasındaki farkı anlayın ve deneyde düzeltme gerektiren hata kaynaklarını belirleyin (örneğin, ateşleme telinin yanması, cihaz tarafından ısı emilimi).

3. Cihaz İlkelerini Anlama: Oksijen bombası kalorimetrelerinin yapısına aşina olun (örneğin, bomba silindiri, sıcaklık sensörü, karıştırıcı); ısı kapasitesi kalibrasyon yönteminde ustalaşın ve cihazı benzoik asit gibi standart maddeler kullanarak kalibre edin.

Deneysel Örnekler ve Cihazlar

Deneysel Örnekler: Katı yanıcı maddeler

Deneysel Cihazlar: GB/T 384'e uygun SH500 Kalorimetre

Deneysel Prosedürler

1. Cihaz Hazırlığı ve Kalibrasyonu：

Oksijen Bombası Kalorimetre İncelemesi: Oksijen bombasının iç duvarının temiz ve kalıntı içermediğinden emin olun; ateşleme telinin (nikrom tel) sağlam olup olmadığını ve elektrotların iyi temas halinde olup olmadığını kontrol edin.

Isı Kapasitesi Kalibrasyonu: Kalibrasyon maddesi olarak benzoik asit (standart ısıl değer: 26450 J/g) kullanın. 0.5~1.0 g (0.0001 g'a kadar hassas) tartın ve oksijen bombası potasına yerleştirin. Oksijen bombasına 10 mL damıtılmış su ekleyin, 2.6~3.3 MPa basınçta oksijenle doldurun ve havayı boşaltmak için 5 dakika bekletin. Oksijen bombasını kalorimetrenin iç silindirine yerleştirin, 2000 g damıtılmış su ekleyin (ortam sıcaklığı ile sıcaklık farkı ≤ 1℃), karıştırmaya ve sıcaklık toplamaya başlayın. Ateşleme için güç verin, su sıcaklığı değişimini kaydedin ve ısı kapasitesini (C) hesaplayın. İşlemi 3 kez tekrarlayın ve ortalama değeri alın; ısı kapasitesinin sapması ≤ %0.5 olmalıdır.

2. Numune Hazırlığı

Katı Numune İşlemi: Katı yanıcı maddeyi (örneğin, kömür, biyokütle peletleri) < 0.2 mm parçacık boyutuna öğütün, homojenliği sağlamak için; 0.5~1.0 g numune tartın (0.0001 g'a kadar hassas) ve kuru bir potaya yerleştirin.

Nem Kontrolü: Numune nem içeriyorsa, ısıl değer hesaplaması üzerindeki nem buharlaşmasının etkisini önlemek için 105℃'de sabit ağırlığa kadar kurutun.

Oksijen Bombası Yükleme ve Ateşleme

3. Oksijen Yükleme İşlemi: Numune potasını oksijen bombasına yerleştirin, 10 mL damıtılmış su ekleyin (yanma ürünlerini çözmek için), ateşleme telini takın ve numuneye temas etmesini sağlayın. Oksijen bombasını 2.8~3.0 MPa basınçta oksijenle doldurun ve hava kalıntısı kalmadığından emin olarak havayı boşaltmak için 5 dakika bekletin.

Ateşleme ve Yanma: Oksijen bombasını kalorimetrenin iç silindirine yerleştirin, 2000 g damıtılmış su ekleyin, karıştırmaya ve sıcaklık toplamaya başlayın. Ateşleme için güç verin, su sıcaklığı değişimini kaydedin (başlangıç dönemi, ana dönem, son dönem) ve ana dönemdeki maksimum sıcaklık noktasını yakalayın. Yanmadan sonra, oksijen bombasının içinde yanmamış kalıntı olmadığından emin olun; aksi takdirde, test tekrarlanmalıdır.

Deneysel Sonuçlar

Bu deney, GB/T 384-2025 standardına sıkı sıkıya uymaktadır. Kömür numunesinin ölçülen net ısıl değeri 17,780.83 J/g (4247.6 kcal/kg) olup, iyi tekrarlanabilirlik ve güvenilir verilere sahiptir.