新版气体燃料发热量测定”实验指导书(1)
实验报告燃烧热的测定
实验报告燃烧热的测定实验报告：燃烧热的测定一、实验目的本次实验的主要目的是准确测定某些物质的燃烧热，通过实验操作和数据处理，深入理解燃烧热的概念及其在热力学中的重要性。
同时，掌握量热计的使用方法和相关实验技能，提高实验数据的处理和分析能力。
二、实验原理燃烧热是指 1 摩尔物质完全燃烧时所放出的热量。
在恒压条件下测量的燃烧热称为恒压燃烧热（Qp），在恒容条件下测量的燃烧热称为恒容燃烧热（Qv）。
对于理想气体，Qp ＝ Qv ＋ΔnRT，其中Δn 为反应前后气体物质的量的变化，R 为气体常数，T 为反应温度。
本实验中，采用氧弹式量热计来测量燃烧热。
量热计内装有一定量的水，样品在氧弹中燃烧放出的热量使量热计和水的温度升高。
根据水的温升、量热计的热容以及样品的质量，可计算出样品的燃烧热。
三、实验仪器与试剂1、仪器氧弹式量热计压片机电子天平贝克曼温度计氧气钢瓶点火丝2、试剂苯甲酸（标准物质）待测物质（如萘）四、实验步骤1、样品准备用电子天平准确称取约 10g 苯甲酸，在压片机上压成片状。
称取约 08g 待测物质（萘），同样压片处理。
2、量热计准备检查氧弹的气密性，确保其完好无损。
向量热计内加入一定量的去离子水，准确测量水的质量。
3、安装样品将压好的样品片放在氧弹的坩埚内，用点火丝连接好。
拧紧氧弹盖，充入氧气至一定压力。
4、测量初温将氧弹放入量热计中，插入贝克曼温度计，搅拌均匀，测量体系的初始温度。
5、点火燃烧接通点火电路，点火使样品燃烧。
6、测量终温观察温度变化，待温度上升至最高点后，继续测量一段时间，以确保温度稳定。
记录最终温度。
7、重复实验对同一待测物质进行至少两次平行实验，以提高数据的准确性。
五、实验数据处理1、苯甲酸燃烧热的测定根据苯甲酸燃烧前后的温度变化（ΔT1）、水的质量（m1）、量热计的热容（C），计算苯甲酸的燃烧热（Q1）。
2、萘燃烧热的测定同样根据萘燃烧前后的温度变化（ΔT2）、水的质量（m2）、量热计的热容（C），计算萘的燃烧热（Q2）。
发热量指导书.docx
燃煤发热量的测定一、实验目的煤的发热量测定是锅炉耗煤量﹑热平衡和热效率等计算的依据，是供热用煤、煤质分析的指标。
本实验通过使用氧弹式热量计测量发热量的方法，使学生掌握发热量的测量原理及方法, 学会使用测定发热量所用的设备及各配件。
二、实验原理煤的发热量是在氧弹热量计中测定的，取一定量的分析试样放于充有过量氧气的氧弹热量计中完全燃烧，氧弹筒浸没在盛有一定量水的容器中。
煤样燃烧后放出的热量使氧弹热量计量热系统的温度升高，测定水温度的升高值即可计算氧弹弹筒发热量Q DT （兆焦/千克）。
G qt -∆=K Q DT （J/g ） （7-1）热容量K ：量热系统在试验条件下，温度上升1℃时所需要的热量称为热量计的热容量或水当量K ，以J/℃表示，它可由标定方法确定，即将已知发热量的苯甲酸燃料放于氧弹筒内完全燃烧，测定水的温升，求出K 值，不同的实验装置求出的K 值是不同的； t ∆为点火的终温与初温之差，以℃表示；q 为点火丝的热量，本实验中q =50J ；G 为煤粉的质量，以g 表示。
三、实验仪器图1-1正面结构示意图1、测温探头（内桶插入口）2、测温探头外桶插入口（外桶注水口）3、溢水口4、放水口5、电源开关图1-2背面结构示意图1、测温探头2、电源插座3、保险管4、接地线接线柱5、信号控制线接口四、实验试剂和材料1、氧气99.5%（要求使用冷却氧，不得用电解氧，钢瓶氧气压力应有4MPa以上）。
2、备有50Kg以上蒸馏水或去离子水。
3、活动扳手300×36一把。
4、进水橡皮管(内径12mm、长1.5m)一根。
5、精密水银温度计一支。
7、万分之一的分析天平和台称各一台。
8、感量为0.5mg、量程为5000g以上的台秤一台或玻璃称量瓶一个。
9、冰箱或冰柜一台。
10、经计量机关检定并标明热值的苯甲酸和标准煤样。
11、10ml注射器。
12、点火丝。
五、实验步骤1、打开量热仪﹑打印机﹑显示器及主机电源开关。
燃气热值的测试
第1章燃气热值的测试1.1 实验目的燃气的热值对分析燃烧分析非常重要，因此，检测燃气的高位热值、低位热值测试非常重要。
本实验的目的是：(1) 掌握水流型气体热量仪的测试原理和方法；(2) 检测燃气的高位热值和低位热值；(3) 测试热值换算成标准状态热值。
1.2 实验原理将一定量的燃气试样，在恒定压力下和同等温度的空气条件下完全燃烧，将燃烧后的气体生成物冷却至原先燃气温度并将燃气中含氢的组分所生成的水蒸汽冷却成冷凝水，这些总的热量都由水流完全吸收下来，从而经过水量和水温升计算出燃气的测试热值，再将测试热值换算成标准状态下的燃气热值(kJ/m3)，即为高位热值。
高位热值减去冷凝水量的气化热即得燃气的低位热值。
1.3 实验装置及设备实验主要设备为SY-4水流型热量计(见图1-1)，该设备主要包括热量计主体、燃烧器和顶罩、空气增湿器、燃气增湿器、玻璃转子流量计、稳压器、燃气流量计、标准容器瓶及支架、Ⅱ等标准温度计。
测量范围为6.7~125.6MJ/m3。
设备的每一部分的介绍如下：1、热量计主体(见图1-2)：主体结构是燃烧吸热筒体—竖管束烟气流-水流热交换器，其采用48支Φ8.5×0.5mm紫铜管圆圈排列而成。
2、燃烧器和顶罩(见图1-3)：由于不同热值的燃气燃烧特性差异较大，需选用不同直径的喷嘴等部件，燃烧器具有9只不同直径的喷嘴，2只不同形式的进风口，2只不同尺寸的顶罩可供选择。
3、空气增湿器(见图1-4)：空气在增湿器内经水流喷淋而达到90~95%的湿度，与未经增湿的较干空气混合，调节风口达到80±5%的湿度，空气湿度由混合器上的干球和湿球温度计查得。
图1-1仪器设备示意图1－标准容器校验架，2－玻璃转子流量计，3－燃气增湿器，4－湿式气体流量计，5－钟罩式水封稳压器，6－空气增湿器，7－空气增湿调节器，8－热量计主体，9－燃烧器，10－量筒，11－电子秤，12－高位水箱1－进水温度计2－出水温度计3－透气管4－进水溢流分配杯5－进水调节阀6－溢流管7－进水管8－冷凝水管9－空气进口10－出水杯11－出水转化阀12－出水管13－出水称量管14－重棰15－热交换器放水阀16－燃烧器插口17－支脚调节螺母图1-2 热量计主体1－灯头顶罩2－燃烧气喷管3－进风调节片4－托杯5－燃气进口6－底座喷嘴图1-3燃烧器和顶罩1－进水管，2－出水口3－可调支脚，4－插接口5－干湿度调节钮6－干空气进风口7－干球温度计8－湿球温度计9－湿度计水杯10－混合气出口图1-4空气增湿器4、燃气增湿器(见图1-5)：燃气通过封闭式燃气增湿器达到饱和状态，其目的一是使测热过程处于湿平衡状态，二是使流量表内水量在测试过程中不发生明显减少现象。
燃气热值的测定
燃气热值的测定（实验序号：03030035）一、实验目的1． 测量燃气的高位热值和低位热值，了解水流式热量计的工作原理。
2． 掌握水流式热量计的正确操作方法，学会分析影响测量精度的因素。
二、基本原理燃气的热值是指1（Nm 3）的燃气完全燃烧所放出的全部热量。
分为高位热值和低位热值。
燃气的高位热值是指每标准立方米（0℃，101.325kPa ）干燃气完全燃烧后，其燃烧产物与周围环境恢复到燃烧前的温度，烟气中的水蒸气凝结成同温度的水后所放出的全部热量。
燃气的低位热值则是指在上述条件下，烟气中的水蒸气仍以蒸气状态存在时，所获得的全部热量。
水流式热量计是利用水流吸热法来测定燃气的热值的，燃气在一衡定压力下进入本生灯燃烧，释放出热量，在热量计内与连续恒温水流进行充分的热交换使水流温度升高，热平衡方程式可近似写成：V ·H h =cm t ∆ (1)式中：H h —燃气的高发热值（kJ/Nm 3）V —单次实验中，在热量计内燃烧的燃气体积（Nm 3） m —在同一次实验中，流过热量计的水量（kg ） Δt —热量计进、出水的温差（℃）c —水的定压容积比热[4.1868kJ/（kg ·℃）] 由式（1）可得：Vtcm H h ∆=（2） 燃气的高位热值减去烟气中水蒸气凝结时放出的热量q ，就可得出燃气的低位热值，即：q Vtcm q H H h -∆=-=1 (3) 因此测得耗气量、水量及其温度差和冷凝水量就可以算出燃气的高、低位热值。
（耗气量换算成标准状态下的体积还需测得燃气温度、压力和大气压力）。
三、仪器及测量系统测量系统由以下几部分组成（见测量系统图）：燃气压力调节器A ，湿式燃气表B ，稳压器C ，热量计D ，水箱E 及数字天平。
（一） 热量计（见图30-1）热量计是实现方程式（1）的主要机构。
燃气通过本生灯在热量计中完全燃烧。
进入热量计的水经过水箱恒水位，使水流量稳定不变并把燃气燃烧产生的热量全部吸收。
热工实验指导书
实验一 燃烧热的测定一、实验目的1．学习煤的燃烧热的测定原理和测定方法，掌握绝热式热量计的使用方法。
2．掌握燃料实际燃烧温度的计算方法，并讨论燃料热值是否达到使用要求。
二、实验原理本实验用数字式全自动量热计测定不同煤样的燃烧热。
这是一种绝热式量热计，实验过程中外筒温度自动跟踪内筒温度，即内外筒在实验过程中“绝热”。
测量燃烧热所依据的基本原理是能量守恒定律。
样品在氧弹中燃烧放出的热，引火丝燃烧放出的热及氧气中少量氮气氧化成硝酸的生成热，全部被量热体系所吸收，其温度升高，测得了温度升高值，即可求出算该样品的燃烧热。
发热量：Gcqb h T h T KH Q f DT 43.1)]()[(1122----+=（1）式中：fDT Q ——被测试样的发热量G ——被测试样的重量（克） K ——热量计水当量（克） q ——引火线的燃烧热（卡/克） b ——实际消耗的引火线重量（g ） H ——1.000℃T 1、T 2——直接观察的内筒初始及终了平衡点温度（℃） h 1、h 2——温度为T 1、T 2时对温度计的校正C ——滴定洗弹液所消耗的1ml1/10N NaOH 溶液体积（ml ）三、实验步骤1. 精确称取燃料煤样1g ±0.1g 。
2．安装点火丝。
3．氧弹中加入10ml 蒸馏水，拧紧氧弹盖，放在充氧仪上充氧，充至压力2.8~3.0MPa ，并保持30秒钟。
4．内筒加水2100ml 左右，将氧弹放入内筒，水应淹没氧弹盖的顶面10~20mm.(注意每次用水量应一致，相差1g 以内)，观察氧弹的气密性，氧弹应无气泡漏出。
5．把氧弹放在内筒支架上，盖上顶盖。
6．按[测量]键，输入编号、样重，选择测定煤炭或生料，搅拌器形如搅拌，测试开始。
注意：液晶显示器显示内筒温度和试验时间，5min 后显示内筒温度t0和外筒温度tj ，并通电点火，仪器中“嘟嘟”报讯四声，开始重新记时。
如果点火一分钟后，温升小于0.05℃，则点火失败，仪器“嘟嘟”报警10声，显示点火失败试验终止。
燃料热值测定实验报告
燃料热值测定实验报告实验目的：本实验旨在测定燃料的热值，通过测量燃料燃烧释放的热量，计算出其单位质量或单位体积的热值。
实验原理：燃料的热值是指单位质量或单位体积的燃料在完全燃烧时所释放的热量。
常用的燃料热值单位有热量/质量（J/g、kJ/kg等）和热量/体积（J/cm^3、kJ/L等）。
本实验采用量热法测定燃料的热值。
具体步骤如下：1. 准备好实验所需的设备和试剂，包括量热仪、秤、点火器等。
2. 清洁并称量一定质量（或体积）的燃料样品。
3. 在量热仪中注入一定质量（或体积）的水，并记录水的初始温度。
4. 将燃料样品放入量热仪内，利用点火器点燃燃料，使其完全燃烧。
5. 在燃烧过程中，观察和记录量热仪内的水温变化，直至温度稳定。
6. 利用量热仪的热容量和水温的变化量，计算出燃料的热值。
实验步骤：1. 准备量热仪和其他所需设备，并检查其是否正常工作。
2. 使用秤准确称量一定质量的燃料样品，记录质量值。
3. 在量热仪中注入一定质量的水，并记录水的初始温度。
4. 将燃料样品放置在量热仪的点燃装置上，点燃燃料，并立即将点燃装置整体放入量热仪内。
5. 注意观察水温的变化过程，并记录变化的最高温度。
6. 根据量热仪的热容量和水温的变化量，计算出燃料的热值。
实验数据与结果：1. 燃料样品质量：m = xxx g2. 注入水的质量：m1 = xxx g3. 水的初始温度：T1 = xx ℃4. 水的最终温度：T2 = xx ℃计算过程：1. 计算水的热容量：C = m1 × Cw，其中Cw为水的热容量常数。
2. 计算水的吸收热量：Q1 = C × ΔT，其中ΔT = T2 - T1。
3. 根据量热仪的热容量和水的吸收热量，计算出燃料的热值：Q2 = Q1 / m实验结果：经过计算，得出燃料的热值为 Q2 = xx J/g (或 kJ/kg)。
实验讨论：1. 在进行实验的过程中，应注意燃料的完全燃烧，以避免实验结果的误差。
燃料热值测定实验报告
一、实验目的1. 了解燃料热值的概念及其测定方法。
2. 掌握使用氧弹量热计测定燃料热值的原理和操作步骤。
3. 学会计算燃料的摩尔燃烧热和燃烧热值。
二、实验原理燃料热值是指单位质量燃料在完全燃烧时所释放出的热量。
在恒容条件下测得的燃烧热称为恒容燃烧热（Qv），在恒压条件下测得的燃烧热称为恒压燃烧热（Qp）。
根据热力学第一定律，恒容燃烧热等于燃料的内能变化（ΔU），恒压燃烧热等于燃料的热焓变化（ΔH）。
若将参加反应的气体和反应生成的气体视为理想气体，则有下列关系式：ΔH = ΔU + PΔV其中，ΔV为气体体积变化，P为压强，R为气体常数，T为热力学温度。
本实验采用氧弹量热计测量燃料的热值。
实验原理是将一定量燃料样品在氧弹中完全燃烧，燃烧时放出的热量使量热计本身及氧弹周围介质（本实验用水）的温度升高。
通过测量燃烧前后量热计温度的变化值，结合燃料的质量和摩尔质量，可以计算出燃料的摩尔燃烧热和燃烧热值。
三、实验仪器与试剂1. 仪器：氧弹量热计、电子天平、量筒、温度计、计时器、搅拌器、滴定管等。
2. 试剂：燃料样品（如苯、甲苯等）、苯甲酸（标准物质）、点火丝、助燃棉线等。
四、实验步骤1. 标定量热计常数K（1）称取一定量的苯甲酸，置于氧弹中，加入适量水。
（2）将点火丝系于苯甲酸上，放入氧弹。
（3）关闭氧弹，连接量热计，确保密封。
（4）启动计时器，点火燃烧苯甲酸。
（5）待燃烧结束后，记录量热计温度变化值。
（6）根据苯甲酸的摩尔质量和燃烧热值，计算燃烧放出的热量Q。
（7）计算量热计常数K = Q / ΔT，其中ΔT为温度变化值。
2. 测定燃料样品的热值（1）称取一定量的燃料样品，置于氧弹中，加入适量水。
（2）将点火丝系于燃料样品上，放入氧弹。
（3）关闭氧弹，连接量热计，确保密封。
（4）启动计时器，点火燃烧燃料样品。
（5）待燃烧结束后，记录量热计温度变化值。
（6）根据燃料样品的摩尔质量和燃烧热值，计算燃烧放出的热量Q。
实验十四气体热值测量实验
§4—14 气体燃料发热量测定实验一、实验目的1．了解气体燃料发热量的测定方法。
2．实测燃气（石油液化气）高发热量及低发热量。
二、实验原理本实验所用量热计测量的发热量属于定压燃烧热。
其原理是根据能量守恒定律，认为在稳态燃烧时，燃气燃烧放出的热量全部被水吸收。
在稳态、完全燃烧时，能量守恒方程为：空气带入物理热+燃气带入物理热+燃气化学热=冷却水吸收的热+排烟热损失+散热损失如果使排烟温度控制到接近于环境温度，则：空气带入物理热+燃气带入物理热≈排烟热损失量热计加装绝热层，使其对环境散热损失→0。
这样，燃气的化学热（即发热量）就等于冷却水吸收的热。
三、实验设备实验台原理图如下图所示。
四、实验步骤（一）实验准备1．按图连接系统管线，安装好测量仪表。
2．调整燃气调压阀，使本生灯前燃气压力约为3Kpa。
3．检查燃气系统密封性能：调整压力后，关闭本生灯阀门，打开气源阀门。
此时，流量计指计转动一下后即应停止。
在10分钟内，指针不动或移动不超过全周长的1%即为合格。
4．调整量热计：量热计定位，使之保持垂直位置。
打开水泵控制开关，缓缓开启水量调节阀，确认冷却水正常流经量热计。
（二）实验步骤1．调节本生灯（1）关闭烧嘴空气调节阀板，打开燃气开关，待燃气从烧嘴中喷出后点燃。
观察扩散火焰的燃烧方式。
缓缓打开空气调节阀板，调节一次空气量，注意观察火焰的变化情况直至形成稳定燃烧的本生灯火焰（蓝色、透明的内锥火焰）。
（2）将本生灯放入量热计，插入深度为4cm以上，对好中心位置并固定牢。
用反光镜对准本生灯，以便随时观察火焰情况。
2．打开电脑、数据采集器电源（1）点击桌面“SE-RK4”图标，进入测试软件。
（2）点击“系统设置”中之，“调试实验工况”观察各测量点参数变化。
3．调节冷却水量调节阀，使进出口水的温差（T2-T1）控制在5-10℃。
4．调节制冷机或电加热取得合适的进水温度（比环境温度约低2℃左右），使排烟温度接近环境温度。
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“气体燃料发热量测定”实验指导书
一、实验目的
1．了解气体燃料发热量的测定方法。
2．实测燃气（石油液化气）高发热量及低发热量。
二、实验原理
本实验所用量热计测量的发热量属于定压燃烧热。
其原理是根据能量守恒定律，认为在稳态燃烧时，燃气燃烧放出的热量全部被水吸收。
在稳态、完全燃烧时，能量守恒方程为：
空气带入物理热+燃气带入物理热+燃气化学热=冷却水吸收的热+排烟热损失+散热损失
如果使排烟温度控制到接近于环境温度，则：
空气带入物理热+燃气带入物理热≈排烟热损失
量热计加装绝热层，使其对环境散热损失→0。
这样，燃气的化学热（即发热量）就等于冷却水吸收的热。
三、实验设备
实验台原理图如附图所示
四、实验步骤
（一）实验准备
1．按图连接系统管线，安装好测量仪表。
2. 打开仪表电源开关，观察仪表供电情况。
观察触摸屏显示情况。
3. 打开水泵开关，给设备供水。
4. 点击软件“流程图”钮，了解实验设备组成。
5. 点击软件“运行操作”钮，再依次点击软件的“实验开始”等钮，依据提示输入“输入姓名”，“设定温度”（比环境温度低4—5度）等参数。
6. 依次打开“制冷开关”“加热开关”。
观察进水温度变化情况。
等待水温到达预设温度。
7．调整燃气调压阀，使燃气压力约为2---3Kpa（以实际负荷决定）。
8．检查燃气系统密封性能：调整压力后，关闭本生灯阀门，打开气源阀门。
此时，流量计指计转动一下后即应停止。
在10分钟内，指针不动或移动不超过全周长的1%即为合格。
（二）实验步骤
1．调节本生灯
（1）关闭烧嘴空气调节阀板，打开燃气开关，待燃气从烧嘴中喷出后点燃。
观察扩散火焰的燃烧方式。
缓缓打开空气调节阀板，调节一次空气量，注意观察火焰的变化情况直至形成稳定燃烧的本生灯火焰（蓝色、透明的内锥火焰）。
（2）将本生灯放入量热计，插入深度为4cm 以上，对好中心位置并固定牢。
用反光镜对准本生灯，以便随时观察火焰情况。
2．观察各仪表及测试软件显示参数参数。
3．调节冷却水量调节阀及燃气调压阀（控制总负荷），使进出口水的温差（T 2-T 1）控制在8---10℃附近。
4．调节烟气调节阀，使排烟温度接近环境温度。
5. 等待设备进出口水温度变化不大（变化＜±0.1℃），且有冷凝水连续稳定滴出时，即可正式测定。
6．点击“数据采集开始”钮，开始测量记录，同时在设备底座放入量杯接纳冷凝水。
软件将自动记录所有实验数据。
以燃气为计量单位（豪升），可重复测试多组数据（最多9组），计算时取平均。
7. 点“数据采集结束”钮，本组实验结束。
再依次点击“输入凝接水量”“实验结果”“保存数据”“实验结束”“数据导出”“确定导出数据”等钮，在数据接口处用U 盘导出数据。
6．关闭燃气源，取出本生灯。
再依次关闭“加热开关”“制冷开关”“水泵开关”“仪表开关”， 实验结束。
五、实验数据整理
1、计算标准状态燃气干体积：
将湿基实际燃气体积折算为标准状态时干燃气体积的折算系数
3
273273760T H H B f b s r +⨯-+=ϕ 式中，B ——工作时大气压力（mm 汞柱）；
H r ——燃气压力（mm 汞柱）；
ϕ——燃气相对温度（采用湿式流量计时ϕ=1）
； T 3——燃气温度（℃）；
H sb ——由T 3查得的饱和水蒸汽分压力（mm 汞柱）；
2、冷却水吸热量： Q=c *m *t ∆ （J ）
式中 ， C ：水的比热（J/g ·℃）；
m ：实验时间内流过的冷却水量（ml ）；
t ∆：冷却水进出口温差T 2-T 1（℃）
； 3、高位发热量： Qg=Q/V*f
式中， V ——实验时间内燃烧的燃气量（ml ）；
4、冷凝水放热量：
Vf
G q ⨯=2510（J/m ） 式中 ， G ：试验期冷凝水量（ml ）；
2510：水的凝结热（J/g ）；
5、低发热值Q d ：
Q d =Q g -q (J/ml)
六、注意事项
实验时，确知量热计中有水流动时，方可移入本生灯。
当测量结束时，应先关闭燃气源，取出本生灯，然后才关闭水源。
本生灯在量热计中应连续地燃烧，如发现熄火，应立即关燃气阀门，取出本生灯，用空气吹扫量热计后方可将本生灯重新放入。
七、讨论
1、分析影响燃气发热值测量准确性的因素。
2、提出实验改进意见。