产品分类

您的位置:首页 > 技术文章 > XRY-1D-2 全自动量热仪(氧弹热量计)工作原理

技术文章

XRY-1D-2 全自动量热仪(氧弹热量计)工作原理

更新时间:2025-10-28 浏览次数:36

一、仪器核心组成与功能定位
XRY-1D-2 型仪器是基于 “氧弹燃烧法" 测定物质发热量的全自动设备,核心用于煤炭、焦炭、石油产品、生物质等固体 / 液体样品的高位发热量(燃烧后产物含水分时的总发热量)测量,广泛应用于能源、化工、质检等领域。其核心组成包括:
组件
核心功能
氧弹(核
提供密闭、高压氧气环境,确保样品wanquan燃烧,材质为耐高压不锈钢(可承受 3.5MPa 以上压力)
恒温浴系统
维持热量测量环境温度稳定(±0.1℃),减少环境热损失对结果的影响,分为外筒恒温与内筒量热体系
热量计主体
含内筒(盛装传热介质,通常为去离子水)、搅拌装置、精密温度传感器(分辨率 0.001℃)
自动控制系统
实现自动充氧、自动点火、自动温度采集、自动数据计算与结果输出,替代人工操作
二、核心工作原理:“燃烧释热 - 热量守恒" 法则
仪器本质是通过测量样品在氧弹内wanquan燃烧释放的热量,传递给内筒介质后引起的温度变化,结合仪器热容计算样品发热量,具体流程分 5 步:
1. 样品预处理与氧弹装样(全自动前准备)
  • 样品制备:将固体样品(如煤)粉碎至粒度<0.2mm,在 105℃烘箱中烘干至恒重,精确称量(约 0.9-1.1g,用万分之一天平);液体样品(如柴油)需用专用石英坩埚盛装。

  • 氧弹组装:将样品放入燃烧皿,置于氧弹内电极下方,用点火丝(镍铬丝,已知发热量约 6000J/g)连接电极与样品(确保接触良好,避免点火失败),旋紧氧弹盖并检查密封性。

2. 全自动充氧与密封检测
  • 充氧过程:仪器自动将氧弹接入高压氧气源,缓慢充氧至 2.8-3.0MPa(压力过低会导致燃烧不wanquan,过高有安全风险),保压 30 秒后自动切断气源,同时检测氧弹密封性(若压力下降>0.1MPa,需重新检查密封)。

3. 恒温环境建立与氧弹放置
  • 外筒恒温:仪器启动恒温系统,将外筒水温控制在设定温度(如 25℃)并稳定 30 分钟,确保内外筒温差<0.5℃(减少热交换误差);

  • 内筒准备:向内筒加入定量去离子水(如 2000g,重量需精确),将氧弹wanquan浸没在内筒水中,盖紧热量计盖子,启动搅拌装置(转速稳定,确保水温均匀)。

4. 自动点火、燃烧释热与温度监测
  • 点火触发:仪器通过电极施加 12-24V 直流电压,点燃点火丝,火焰引燃样品;样品在高压氧气中wanquan燃烧(如煤中 C→CO₂、H→H₂O、S→SO₂,均为放热反应);

  • 热量传递:燃烧释放的热量通过氧弹壁传递给内筒水,内筒水温逐渐升高;精密温度传感器每隔 1-2 秒自动采集内筒水温,记录温度变化曲线(从点火前的 “平稳期" 到燃烧后的 “升温期",再到 “降温期");

  • 关键控制:全自动系统会自动判断点火是否成功(若 5 秒内无温度上升,提示 “点火失败" 并报警),同时避免燃烧过程中氧弹漏气(漏气会导致热量散失,温度变化异常)。

5. 数据计算与结果输出(全自动核心环节)
仪器基于 “热量守恒定律",通过以下公式计算样品的高位发热量(Qgr,ad,单位:J/g 或 kJ/kg):
Qgr,ad = [(C×ΔT) - Q 点火 - Q 添加剂] /m
  • 各参数含义:

  • C:仪器总热容(J/℃,需提前用标准物质校准,如苯甲酸,其发热量已知为 26460J/g);

  • ΔT:内筒水温净变化值(℃,需扣除环境热损失修正,仪器自动计算);

  • Q 点火:点火丝燃烧释放的热量(J,由点火丝重量 × 其发热量计算,全自动系统自动记录点火丝重量);

  • Q 添加剂:若样品难燃添加助燃剂(如硝xiaosuan),需扣除助燃剂释放的热量;

  • m:样品实际称量质量(g)。

  • 全自动输出:仪器自动完成上述计算,直接显示样品的高位发热量、平行样偏差(通常要求≤0.2%),并可打印报告(含样品信息、测试参数、计算过程)。

三、关键技术保障:确保测量准确性
  1. 氧弹密封性保障:氧弹盖采用 “O 型橡胶密封圈 + 金属密封面" 双重密封,每次使用前检查密封圈磨损情况,避免燃烧时氧气泄漏或烟气逸出;

  1. 恒温精度控制:外筒采用 “智能 PID 温控",配备加热管与制冷片,可在环境温度 5-35℃下稳定控制外筒温度,减少环境热辐射对测量的影响;

  1. 仪器热容校准:每 3 个月或更换内筒、氧弹后,需用苯甲酸(标准物质)校准仪器热容 C,确保计算基准准确;

  1. 热损失修正:全自动系统通过 “雷诺温度校正法",自动修正内筒与外筒之间的热交换(如升温期内筒吸热、降温期内筒放热),消除环境误差。

四、典型应用场景
  • 煤炭行业:测定原煤、精煤的发热量,用于煤炭定价与锅炉用煤热值匹配;

  • 石油化工:测量柴油、重油的发热量,评估燃料燃烧效率;

  • 生物质能源:检测秸秆、木屑等生物质的发热量,为生物质燃料开发提供数据。


邮箱:3036384897@qq.com

地址:上海市宝山区三阳路58号

版权所有 © 2025 上海密通机电科技有限公司   备案号:沪ICP备09026250号-3  管理登陆  技术支持:化工仪器网  GoogleSitemap总访问量:243022

在线客服 联系方式 二维码

服务热线

021-59570253

扫一扫,关注我们