如何用量熱計(jì)氧彈測定不含水的石油產(chǎn)品

更新時(shí)間：2021-09-15 點(diǎn)擊次數(shù)：2650

石油產(chǎn)品熱值測定法

本方法適用于以量熱計(jì)氧彈測定不含水的石油產(chǎn)品(汽油、噴氣燃料.柴油和重油等)的總熱值及凈熱值。

1 彈熱值側(cè)定法

1.1 方法概要

將試樣裝在氧彈內(nèi)的小皿中，用易燃而不透氣的膠片封閉起來，或把試樣封閉在聚乙烯制成的安瓿中，使試樣在壓縮氧氣中燃燒，以測定其燃燒時(shí)所發(fā)生的熱值(彈熱值)，作為總熱值與凈熱值的測定基礎(chǔ)。

1.2 儀器與材料

1.2.1 儀器：

1.2.1.1 測定熱值的量熱計(jì)設(shè)備及附件，應(yīng)符合熱值測定的各項(xiàng)要求。

1.2.1.2 量熱計(jì)小皿(以后簡稱小皿）圖 1，不銹鋼制成。

1.2.1.3 瓷或玻璃制的平盤(可以用平底、直徑為 100 一 200 毫米的淺結(jié)晶皿或表面皿），供制備膠片用。

1.2.1.4 金屬鉗

1.2.1.5 吸液管： 1 毫升。

1.2.1.6 秒表

1.2.1.7 注射器

1.2.1.8 分析天平和重負(fù)荷的 5 公斤天平。

1.2.1.9 容量瓶:2000 毫升和 1000 毫升。

1.2.2 材料

1.2.2.1 內(nèi)徑為 4 毫米的聚乙烯塑料管(供制備安瓿封樣用》。

1.2.2.2 導(dǎo)火線:直徑不大于 0.2 毫米的鎳一鉻合金、銅線或其他導(dǎo)火線，截成長 60-120 毫米(視氧彈內(nèi)附件結(jié)構(gòu)及導(dǎo)火線系統(tǒng)而定)的等分線段，稱量由 10—15 根組成的線束，以測定每一根金屬線的重量。

1.2.2.3 瓶裝壓縮氧氣:其中不應(yīng)含有氫氣及其他易燃雜物，不許使用電解氧氣.

1.2.3 對實(shí)驗(yàn)室、設(shè)備及材料的特殊要求:

1.2.3.1 熱值測定應(yīng)在一個(gè)單獨(dú)的房間內(nèi)進(jìn)行，室內(nèi)要背陽，并應(yīng)具有雙層嚴(yán)密的門窗，以保證室內(nèi)溫度穩(wěn)定（溫度波動(dòng)不應(yīng)超過±5℃)。房間內(nèi)不應(yīng)有影響燃燒熱測定的加熱裝置。在試驗(yàn)進(jìn)行時(shí)，試驗(yàn)室禁止通風(fēng)。

1.2.3.2 量熱計(jì)攪拌器的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，應(yīng)保證能迅速攪拌容器中的水，且不發(fā)生飛濺現(xiàn)象。同時(shí)因攪拌而產(chǎn)生的溫度升高，每 10 分鐘不得超過 0.01℃。為了達(dá)到這一目的，攪拌器每分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)為:垂直攪拌的不應(yīng)少于 50 轉(zhuǎn)，螺

旋槳式的不應(yīng)少于 400 轉(zhuǎn)。

1.2.3.3 應(yīng)使用一般量熱溫度計(jì)或貝克曼溫度計(jì)（分度為 0.01 度)。此溫度計(jì)需經(jīng)國家計(jì)量機(jī)關(guān)作每 1 度的檢查，其校正誤差應(yīng)不大于 0. 005℃.

1.2.3.4 讀取溫度的示值時(shí)，應(yīng)利用放大 6~9 倍及焦距 0.5~1.0。米的短焦距視鏡成雙眼放大鏡或雙重放大鏡。此鏡應(yīng)固定在一特殊的支架上，并能在垂直的支柱上自由移動(dòng)，同時(shí)不變更其嚴(yán)格的水平位置.不許將放大鏡固定在溫度計(jì)上。

1.2.3.5 在氧彈電極的環(huán)上應(yīng)留一開口，以固定量熱計(jì)小皿于環(huán)上.

1.2.3.6 引火時(shí)用低于 12 伏特的電壓。為了避免導(dǎo)火線的發(fā)熱而帶來的多余熱量,在燃燒膠片及試樣時(shí)，其通電時(shí)間不應(yīng)超過 1 秒。最好在電路上串聯(lián)一指示燈，以便觀察點(diǎn)火情況。在電路上的電壓有很大波動(dòng)時(shí).量熱計(jì)上的電源最好用直流電。

1.2.3.7 帶減壓閥的氧氣壓力表的分壓指示范圍為 0—60 或 0—75 公斤力/平方厘米，供彈內(nèi)裝滿氧氣時(shí)測定彈中的壓力用。氧彈、壓力表及氧氣連接管(用真徑 1~1.5 毫米的無縫銅管)，很據(jù)需要，須經(jīng)靜水壓檢查，且年不能少于一次。氧彈應(yīng)以 100 公斤力/平方厘米壓力檢驗(yàn)。

1.2.8.8 裝壓縮氧氣用具的連接部分嚴(yán)禁涂潤滑油脂。如氧彈及氧氣連接儀器在試驗(yàn)或搬運(yùn)時(shí)沾了潤滑油或其他油類而顯有油污，則應(yīng)先用汽油小心洗滌，然后再用乙醇或yi醚洗滌。

1.2.3.9 在用壓縮氧氣操作時(shí)，必須遵守操作規(guī)程。

1.3 試劑

1.3.1 丙酮:化學(xué)純，做膠片溶劑。

1.3.2 二等量熱標(biāo)準(zhǔn)苯甲酸，熱值專用，需經(jīng)中國計(jì)量科學(xué)研究院委托的工廣檢定，并附有證書(也可以使用標(biāo)準(zhǔn)異辛烷，由中國計(jì)量科學(xué)研究院提供)。

1.3.3 氫氧化鈉:化學(xué)純，配成 0.1N 溶液。

1.3.4 酚酞.配成 1%乙醇溶液。

1 .4 熱計(jì)水值的測定

1.4.1 采用在氧彈中燃燒一定量的標(biāo)準(zhǔn)苯甲酸或標(biāo)準(zhǔn)異辛烷，測量由其燃燒所產(chǎn)生的熱量而引起熱計(jì)溫度變化的方法，來確定量熱計(jì)的水值。最熱計(jì)溫度升高 1℃所籍要的熱處(卡)，即水值以卡/℃表示。盤熱計(jì)由量熱容器及其中的水、氧彈、攪拌器及溫度計(jì)等(在浸入狀態(tài)下)所組成。

1.4.2 在進(jìn)行測定前，必須將容器擦干，再將蒸餾水倒入量熱計(jì)中，稱準(zhǔn)至±0.5 克數(shù)量應(yīng)使氧彈浸沒水中至進(jìn)氣閥門的鎖緊螺母的 2/3 處。以后試臉試樣時(shí)，均使用相同數(shù)且的水。

1.4.3 在量熱容器裝入量熱計(jì)外殼前，量熱容器內(nèi)的水溫應(yīng)較外殼內(nèi)的水溫低 1~2.0℃。將盛有水的容器置于量熱計(jì)外殼中絕緣的底座上。

1.4.4 將 1±0.1 克壓緊的苯甲酸片，在預(yù)先稱重的小皿中稱準(zhǔn)至 0.0002 克(標(biāo)準(zhǔn)苯甲酸在壓片前，要在裝有濃硫酸或五氧化二磷的干澡器內(nèi)干燥 24 小時(shí)以上)。導(dǎo)火線壓在苯甲酸片內(nèi)，留出兩端。如使用棉線引火，也可以不壓導(dǎo)火線。

注:如果用標(biāo)準(zhǔn)異辛烷測定量熱計(jì)水值，可以用聚乙烯材料安瓿或玻璃安瓿封樣。

1.4.5 用吸液管向氧彈中準(zhǔn)確注入 1 毫升蒸餾水，將裝有苯甲酸的小皿固定在氧彈電極的環(huán)上，使塞通過環(huán)的開口，并將導(dǎo)火線的兩端分別接在電極上，然后將氧彈擰緊。小心地由進(jìn)口閥的管將氧氣充入彈內(nèi)至 30~32 公斤

力/厘米 2 的壓力，且不使空氣由氧彈中排出。

1.4.6 將氧彈小心地沉入盛有水的量熱容器中勿使水量損失，使導(dǎo)線接于氧彈電極上，再將攪拌器及溫度計(jì)插入水中，蓋好蓋，然后開動(dòng)攪拌器。溫度計(jì)及攪拌器不應(yīng)接觸氧彈及量熱容器的壁。溫度計(jì)的水銀球中心位于氧

彈高度的 1/2 處。攪拌器的攪拌部分不應(yīng)露出水面。讓設(shè)備平衡 5 分鐘后開始量熱試驗(yàn)。

1.4.7 量熱試驗(yàn)分為三期:

“初期" —在燃燒試樣之前進(jìn)行。在試驗(yàn)初期的溫度條件下，觀察及計(jì)算量熱計(jì)與周圍環(huán)境的換熱作用，

“主期" —在此時(shí)間內(nèi)試樣開始燃燒，向量熱計(jì)傳導(dǎo)燃燒熱；

“終期" —在主期后接著進(jìn)行，其作用與初期相同，是在試驗(yàn)終了的溫度條件下，觀察和計(jì)算換熱作用。

設(shè)備溫度達(dá)到平衡后，記下試驗(yàn)的初期溫度，開始初期讀溫，每分鐘讀取一次，共讀 5 次，讀準(zhǔn)至 0.001℃。在讀初期末次溫度時(shí)，通上電流，然后進(jìn)行主期讀溫，再進(jìn)行終期讀溫，每半分鐘讀取一次，每次讀溫都讀準(zhǔn)至 0.001℃。為了克服毛細(xì)管妨礙水銀凸面的均勻上升，應(yīng)在每次讀溫之前，一開動(dòng)溫度計(jì)振動(dòng)器振動(dòng)或用末端套有橡皮管的細(xì)棒輕敲溫度計(jì)(在“主期" 溫度迅速上升時(shí)的讀溫除外)。

在主期中，當(dāng)量熱計(jì)中的水溫不再上升，開始恒定或下降時(shí)的前一點(diǎn)作為主期的終點(diǎn)，主期一般為 14 個(gè)半分鐘左右。緊接著為終期第一次，終期讀數(shù)共 10 次，彈熱值測定結(jié)果的記錄舉例見表 3、表 4。

1.4.8 試驗(yàn)終了后，關(guān)上電動(dòng)機(jī)，取出溫度計(jì)，將氧彈從量熱器中取出，小心地慢慢打開排氣閥，并以均勻的速度故出彈中的氣體，這一操作過程要求不少于 1 分鐘。然后打開和取下氧彈的蓋，檢查氧彈內(nèi)部燃燒是否*，如發(fā)現(xiàn)有未燃燒的樣品或油煙沉積物，則該試驗(yàn)報(bào)廢。

1.4.9 用蒸餾水洗滌氧彈內(nèi)部、小皿及排氣閥，并將全部洗滌液收集在錐形燒瓶中，用手洗滌的水應(yīng)為 150~200 毫升。

1.4.10 計(jì)算量熱計(jì)的水值測定結(jié)果時(shí)，應(yīng)注意硝酸在水中生成及溶解的熱量修正數(shù)。用 0.1N 氫氧化鈉溶液滴定氧彈的洗滌液，測定其生成的硝酸量。

為此，將裝有洗滌液的燒杯用表面皿蓋上，加熱至沸騰并煮沸 5 分鐘。然后加入酚酞指示劑 2 滴，用 0.1N 氫氧化鈉溶液滴定至呈現(xiàn)不消失的玫瑰色為止。

1.4.11 量熱計(jì)的水值 K(卡/℃)按式(1)計(jì)算:

式中

Q—標(biāo)準(zhǔn)苯甲酸或標(biāo)準(zhǔn)異辛烷的燃燒熱(見所用標(biāo)準(zhǔn)試劑商標(biāo)提供的數(shù)據(jù))，卡/克；

G—標(biāo)準(zhǔn)苯甲酸或標(biāo)準(zhǔn)異辛烷的重量，克；

Q 1 —導(dǎo)火線的燃燒熱(見表 1)，卡/克;

G 1 —導(dǎo)火線的重量，克；

1.43—相當(dāng)于每 1 毫升 0.1N 氫氧化鈉溶液中和硝酸所發(fā)出的熱量，卡/毫升，

V—滴定氧彈洗滌液所消耗的 0. 1N 氫氧化鈉溶液的體積，毫升；

R—0.1N 氫氧化鈉溶液的濃度修正數(shù)；，

t m —主期的末次溫度， ℃，

h—溫度 tm 時(shí)溫度計(jì)的修正數(shù)， ℃，

t 0 —主期的開始溫度， ℃(即點(diǎn)火時(shí)的溫度，也為初期的末次溫度)

h 0 一溫度 t 0 時(shí)溫度計(jì)的修正數(shù)， ℃；

Δ t—量熱計(jì)與周圍環(huán)境的換熱修正數(shù)，按式(2)計(jì)算， ℃；

H-貝克曼溫度計(jì)在檢定證書查出的修正系數(shù)(用一般水銀量不變的量熱溫度計(jì)時(shí)， H=1.000)。

在標(biāo)準(zhǔn)值中：

t 4 — -主期中第四次溫度， ℃，

t 0 —主期開始的溫度(即初期的末次溫度)‘， ℃，

t n —主期的末次溫度， ℃。

1.4.12 水值為不少于 5 次測定結(jié)果所得的算術(shù)平均值(其測定結(jié)果間的誤差不應(yīng)超過 10 卡/℃)這些實(shí)驗(yàn)應(yīng)分別在 3 天內(nèi)進(jìn)行。

1.4.13 關(guān)于水值的測定，當(dāng)每次量熱計(jì)操作條件變更時(shí)， (即在熱值測定裝置部分更換或修理后、更換溫度計(jì)時(shí)、室內(nèi)溫度變動(dòng)在±5℃以上時(shí)及將量熱計(jì)移至其他處時(shí))，必須重新進(jìn)行測定。在正常情況下，至少每 3 個(gè)月進(jìn)行測定一次。

1.5 準(zhǔn)備工作

1.5.1 小皿所用膠片的制備:

1.5.1.1 小皿所用膠片，是以 5~~8%的乙酸纖維的電影膠片（硝酸纖維的電影膠片不溶解于丙酮)或照相軟片或乙酸纖維素的丙酮溶液來制備。此溶液的制取是將電影膠片或照相軟片在熱水中浸濕,除去膠膜，并使千燥，然后稱出所需量的皎片，剪成小塊，移入玻璃瓶或錐形燒瓶中，注入適量的丙酮。如用乙酸纖維素，直接稱入適當(dāng)?shù)牧坑阱F形燒瓶中，注入適量的丙酮，用塞將瓶口塞上，搖晃至膠片*溶解為止。

注.①200 毫升 5~8%電影膠片或照相軟片溶液，足夠供制造 150~200 次熱值測定的膠片用(包括測定膠片本身的熱值.制備膠片及粘貼膠片于小皿上所用的溶液)。

②可使用溶于yi醚中的火棉膠溶液來代替溶于丙酮的電形膠片成照相軟片溶液。

1.5.1.2 將準(zhǔn)備好的溶液，量取 4~5 毫升倒入直徑 100 毫米的結(jié)晶皿上或平盤上。然后將容器向各方向傾斜，使其中的溶液呈均勻的薄層。經(jīng)過 10~15分鐘，侍所形成的膠片表面無光時(shí)，注入適量熱水覆蓋，待膠片由其邊緣開始成皺紋并脫落時(shí)，將膠片從盤的表面上取下，并夾在濾紙中壓榨。將制成的膠片，留在濾紙間干燥一晝夜。制好的膠片需保存在金屬盒或紙盒中。

1.5.2 聚乙烯塑料安瓿的制備

取一段聚乙烯塑料管在酒精燈火焰上烤軟，將一端稍微拉細(xì)，然后將細(xì)端熔融封口(如圖 2)。封好后，在酒精燈上烤軟(勿使塑料管直接接觸火焰)然后離開火焰，用嘴通過一個(gè)裝有氯化鈣的干燥管(避免吹入水氣)吹成帶毛細(xì)管的塑料安瓿封樣管(如圖 3)。封樣管的重盤為 0.2 克左右，吹好后放入干燥器中待用。

1.5.3 膠片或聚乙烯塑料安瓿彈熱值的測定:

1.5.3.1 測定膠片或聚乙烯塑料安瓿的彈熱值，是為計(jì)算試樣的熱值時(shí)，作為修正值用。

1.5.3.2 在測定熱值時(shí)，膠片卷成重約 0.5-0.7 克，聚乙烯塑料安瓿取 0.5—0.6克，稱準(zhǔn)至 0.0002 克，將膠片或聚乙烯塑料安瓿纏纏縛在導(dǎo)火線上（也可用棉線纏縛幫助燃燒)，并置于小皿中。

1.5.3.3 依本方法 1.4.2、 1.4.3 進(jìn)行量熱計(jì)的準(zhǔn)備工作，并使注入量熱器中水的溫度較外殼低 0.5—1.0℃

1.5.3.4 再依本方法 I.4.5、 I.4.8 進(jìn)行試驗(yàn)(不同的是用膠片或聚乙烯塑料安瓿代替笨甲酸)。試驗(yàn)后不收集氧彈的洗滌液。

1.5.3.5 膠片或聚乙烯塑料安瓿的彈熱值 Q a/j(卡/克)按式(3)計(jì)算:

式中

K—量熱計(jì)的水值，卡/克，

H—貝克曼溫度計(jì)在檢定證書查出的修正系數(shù)(用一般水銀量不變的量熱溫度計(jì)時(shí)， H=1.000)。

t m —主期的末次溫度， ℃，

h—溫度 tm 時(shí)溫度計(jì)的修正數(shù)， ℃，

t 0 —主期的開始溫度， ℃(即點(diǎn)火時(shí)的溫度，也為初期的末次溫度)

h 0 一溫度 t 0 時(shí)溫度計(jì)的修正數(shù)， ℃；

Δ t—量熱計(jì)與周圍環(huán)境的換熱修正數(shù)，按式(2)計(jì)算， ℃；

Q 1 —導(dǎo)火線的燃燒熱(見表 1)，卡/克;

G 2 —導(dǎo)火線的重量，克；

G—標(biāo)準(zhǔn)苯甲酸或標(biāo)準(zhǔn)異辛烷的重量，克；

注：如用棉線捆膠片或聚乙烯塑料安瓿，則式(3)還應(yīng)減去棉線的發(fā)熱量。

1.5.3.6 膠片或聚乙烯塑料安瓿的彈熱值需用不少于兩個(gè)試驗(yàn)結(jié)果的算術(shù)平均值，其試結(jié)果之間的差數(shù)應(yīng)不超過 40 卡/克。

1.5.4 小皿的準(zhǔn)備:

1.5.4.1 測定前將小皿在 750±5℃下攝燒 10 分鐘，冷卻后稱準(zhǔn)至 0.0002 克。

1.5.4.2 按本方法 1.5.1 所準(zhǔn)備的膠片. 剪成寬 6~8 毫米，長 30~35 毫米做點(diǎn)火用的小條和直徑比小皿外邊緣稍大的圓片各一枚。

1. 5. 4.3 用玻璃棒將膠片的丙酮溶液滴 1 滴到小皿側(cè)面小孔對面的壁上，將點(diǎn)火小條一端固定在小皿的內(nèi)壁上，另一端折在小皿外部。然后再用溶液涂抹，小皿邊緣上固定點(diǎn)火小條的地方，將點(diǎn)火小條未粘著的部分折轉(zhuǎn)過來，然后再用溶液抹小皿的全部邊緣，并將準(zhǔn)備的圓形膠片放上粘好，務(wù)必使其與小皿邊緣*密合。剪下膠片突出的邊緣后，用溶液小心地緣抹小皿邊緣(呈均勻的薄層)，使膠片與小皿邊緣接合的地方能達(dá)到十分密合的程度。膠片粘好后，將小皿置于空氣中干燥 1~2 小時(shí)，同時(shí)使小皿的側(cè)孔開著。

1.5.4.4 經(jīng)過 1—2 小時(shí)后，用塞子塞好小皿的側(cè)孔，在點(diǎn)火小條突出的末端刺一孔，將小皿稱準(zhǔn)至 0.0002 克，并算出所粘膠片的重量。

注.①先將膠片對光檢查有無孔眼，只取其質(zhì)zui好的部分來蓋小皿。

②重質(zhì)石油產(chǎn)品的熱值測定，不進(jìn)行準(zhǔn)備工作中的 1.5.1， 1.5.2， 1.5.3和 1.5.4 中的 1.5.4.2， 1.5.4 .3， 1.5.4.4 項(xiàng)的操作手續(xù)。

1.6 試驗(yàn)步驟

1.6.1 按本方法 1.4.2 和 1.4:3 進(jìn)行量熱計(jì)的準(zhǔn)備工作。

1.6.2 膠片封樣

試驗(yàn)煤油時(shí)，如用膠片封樣，用注射器向按本方法 1.5.4 準(zhǔn)備好的小皿中，由側(cè)孔注入試樣 0.5—0.6 克，并小心地用塞將孔塞好。試驗(yàn)重質(zhì)石油產(chǎn)品時(shí)，在按本方法 1.5.4.1 準(zhǔn)備好的小皿中，加入試樣 0.6—0.8 克(含蠟粘稠重質(zhì)油品，預(yù)熱至 40-50℃混合后取樣)，此后，稱量小皿及試樣準(zhǔn)確至0.0002 克，并算出試樣的重量。

1.6.3 將裝試樣的小皿，固定在電極的環(huán)上，使塞通過環(huán)的開口，將導(dǎo)火線的一端固定在電極上，試驗(yàn)輕質(zhì)石油產(chǎn)品時(shí)，將導(dǎo)火線的另一端穿過點(diǎn)火小條并固定于電極的另一端。試驗(yàn)重質(zhì)油品時(shí)，要將導(dǎo)火線的中段浸在小皿的試樣中，使導(dǎo)火線呈 U 字形(如圖 4》，兩端分別固定在電極上，小心地將氧彈擰緊，然后，由進(jìn)口閥管慢慢地(避免膠片破裂)將氧氣充至 30~32 公斤力/厘米2 的壓力，又不使空氣排出。

1.6.4 聚乙烯塑料安瓿封樣

試驗(yàn)易揮發(fā)試樣時(shí)，用聚乙烯塑料安瓿封樣，將安瓿(如圖 3 所示)預(yù)先在分析天平上稱重，稱準(zhǔn)至 0.0002 克，然后，將預(yù)先冷卻的試樣用注射器注入 0.5—0.6 克于塑料安瓿中，立刻用手卡住毛細(xì)管中部，讓毛細(xì)管上端在酒精燈火焰上方熔融封口，封好后，稍冷一會(huì)，再放入分析天平上稱重，稱準(zhǔn)至 0.0002 克。將封好試樣的聚乙烯塑料安瓿的毛細(xì)管端系在導(dǎo)火線上(也可以用一根棉線與導(dǎo)火線捆在一起)，底部放在小皿上，裝入氧彈，用氧氣充至 30~32 公斤力/厘米2并不使空氣排出。

1.6.5 量熱試驗(yàn)按本方法 1 .4.6~1 .4.10 進(jìn)行。

1.7.1 試樣的彈熱值 QD(卡/克)按式(4)計(jì)算:

式中

K—量熱計(jì)的水值，卡/克，

H-貝克曼溫度計(jì)在檢定證書查出的修正系數(shù)(用一般水銀量不變的量熱溫度計(jì)時(shí)， H=1.000)。

t m —主期的末次溫度， ℃，

h—溫度 tm 時(shí)溫度計(jì)的修正數(shù)， ℃，

t 0 —主期的開始溫度， ℃(即點(diǎn)火時(shí)的溫度，也為初期的末次溫度)

h 0 一溫度 t 0 時(shí)溫度計(jì)的修正數(shù)， ℃；

Δ t—量熱計(jì)與周圍環(huán)境的換熱修正數(shù)，按式(2)計(jì)算， ℃；

Q 1 —導(dǎo)火線的燃燒熱(見表 1)，卡/克;

Q D/J ， —-膠片或聚乙烯塑料安瓿的燃燒熱，卡/克，

G 2 —導(dǎo)火線的重量，克；

G—試樣的重量，克；

1.7.2 彈熱值測定結(jié)果的記錄舉例(見表 3、表 4)。

1.8 精密度

試樣彈熱值重復(fù)測定兩個(gè)結(jié)果間的差數(shù)不應(yīng)超過 30 卡/克。

1.9 報(bào)告

取重復(fù)測定結(jié)果的兩個(gè)算術(shù)平均值作為試驗(yàn)結(jié)果。

2 總熱值測定法

2.1 方法概要

本方法是先從氧彈洗滌液中測定硫含量(此硫在氧彈中由二氧化硫變成硫酸，使硫酸根離子變成硫酸鋇沉淀析出，由測定硫酸鋇的重緒算出硫含量)。然后，在試樣的彈熱值中引入修正數(shù)(二氧化硫變成硫酸及硫酸溶解于水時(shí)所放出的熱量；由氮生成硝酸溶解于水時(shí)所放出的熱量)，從而得到總熱值.

2.2 儀器

2.2.1 干燥器。

2.2.2 瓷坩鍋；矮型的。

2.2.3 水浴。

2.2.4 電爐。

2.2.5 燒杯:300~500 毫升。

2.2.6 玻璃漏斗:60o 角，直徑 50 一 65 毫米。

2.2.7 洗瓶:500—1000 毫升。

2.2.8 定量濾紙:慢速，直徑 70 一 90 毫米。

2.3 試劑

2.3.1 鹽酸:分析純。

2.3.2 氯化鋇:分析純，配成 10%水溶液。

2.3.3 硝酸銀，分析純，配成 3%水溶液。

2.3.4 甲基橙:配成 0.02%水溶液。

2.4 試驗(yàn)步驟

2.4.1 將試樣燃燒后依彈熱值測定法 1.4.9 所取得的氧彈中的洗滌液過濾，然后加入蒸餾水使達(dá)到 300~350 毫升，往所得的濾液中加入甲基橙指示劑 2—3 滴，并加入少許鹽酸，隨后加熱至將近沸騰，并逐漸加入 10 毫升熱至沸騰的 10%氯化鋇溶液，將含硫酸鋇沉淀的燒杯，在沸騰的水浴上放置 2小時(shí)。

2.4.2 將燒杯中的內(nèi)容物，用定量濾紙過濾后，在濾紙上的硫酸鋇沉淀用熱水洗滌，直至氯離子*除去(滴 1 滴濾液在硝酸銀溶液中不呈現(xiàn)渾濁)為止。

2.4.3 將帶有沉淀的濾紙，移置于瓷坩鍋中，稍微壓緊，然后小心地將坩鍋預(yù)熱(在電爐或酒精燈上)，使濾紙先干澡，然后炭化和灰化。但勿使紙燃燒。其后，將坩鍋.及其內(nèi)容物放在高溫爐中，在 800 一 850℃下鍛燒，使其達(dá)到連續(xù)兩次稱量間的差小子 0.001 克為止。

2.4.4 試樣的硫含量 S%按式(5)計(jì)算:

式中:G 1 —所得硫酸鋇沉淀的重量，克，

0.1373—硫酸鋇重量換算為其中所含硫重量的系數(shù)。

G—試樣的重量，克。

2.5 總熱值的計(jì)算

2.5.1 計(jì)算總熱值時(shí)，須向試樣的彈熱值中引入酸的生成修正數(shù)，即由二氧化硫生成硫酸的熱量，由氮生產(chǎn)硝酸的熱量，酸類溶解于水的熱量。氧彈洗滌液中的硫，由二氧化硫變成硫酸及硫酸溶解于水的熱量，采用硫含量每 1%相當(dāng)于 22.5 卡/克。氧彈所生成的硝酸量，不作實(shí)驗(yàn)測定。其生成及溶解于水的熱量 N 采用 12 卡/克(輕質(zhì)燃料)或 10 卡/克(燃料油和重油)。

2.5.2 試樣的總熱值 Qz(卡/克)按式（6）計(jì)算:

式中:

G D —試樣的彈熱值，卡/克。

22 .5—每 1%硫變成硫酸及硫酸溶解于水的熱量，卡/克.

0.1373—硫酸鋇重量換算為其中所含硫重量的系數(shù)。

S—按式〔5）計(jì)算出的試樣硫合量， %，

N—硝酸的生成及溶解于水的熱量，卡/克。

注:對于硫含量不大于 0. 2%的燃料，酸的總修正數(shù)采用 15 卡/克。氧彈洗滌液中的硫，用實(shí)臉側(cè)定，此注不適用于仲裁試驗(yàn)。

3 凈熱值測定法

3.1 方法概要

本方法是用實(shí)驗(yàn)方法咸按公式計(jì)算的方法測定試樣中的氫含量(只有在特別準(zhǔn)確的分析測定時(shí)，才用試驗(yàn)方法測定氫含量)。向總熱值中引入水蒸氣生成熱的修正數(shù)，即得凈熱值. 在氧彈內(nèi)壓縮氧氣中，放入已知重量的吸有硫酸的浮石作為吸水劑， _同時(shí)用封上膠片的小皿燃燒所稱得的試樣，但不計(jì)算熱值。將氧彈置于沸騰的水中及空氣中以吸收水分。然后測定浮石所吸收的水量。

3.2 儀器

3.2.1 彈熱值測定法 1 .2.1 所zhi定的儀器。

3.2.2 瓷刮勺

3.2.3 瓷坩鍋；矮型的， 3 號或 4 號(視量熱彈底部大小而定)，盛吸水劑用(附有特制的玻璃三角架）。

3.2.4 蒸發(fā)皿:4 號或 5 號。

3.2.5 稱量瓶：矮型，宜徑 35~50 毫來(視量吸水劑的瓷坩鍋的大小而定)，高型，直徑 30~40 毫米，高 45—60 毫米，作為保存新制備的浮石用。

3.2.6 帶蓋的金屬罐：直徑 150 一 160 毫米，高 200~220 毫米，盛熱水用。

3.2.7 電爐。

3.2.8 干燥器。

3.3 試劑

3.3.1 浮石:多孔的.

3.3.2 硫酸:分析純。

3.4 對儀器、材料與試劑的特殊要求

3.4.1 用于測定氫含量的氧彈，應(yīng)檢查其密閉性。不應(yīng)漏氣。在使用前將氧彈干燥。為此，打開排氣閥若干轉(zhuǎn)，用氧氣吹，并裝入吸水劑（硫酸浸透的浮石)。打開排氣閥并將蓋擰入一半，這樣放置至少 1 小時(shí)。同時(shí)必須注意使導(dǎo)電銷的末端及氧彈氧氣管的末端，距離裝吸水劑的瓷坩鍋邊緣不小于 20 毫米。

注:最好使用單獨(dú)的氧彈測定氫含量。在這種情況下，氧彈在不用時(shí).裝入吸水劑。只有吸收水分不*時(shí)，才更換吸水劑。

3.4.2 裝有吸水劑的瓷坩鍋的稱量瓶及裝有硫酸浸透的浮石的稱量瓶，必須在干燥器中保存。

3.4.3 盛吸水劑的瓷坩鍋應(yīng)在干燥器中保存，在使用之后，應(yīng)該用水洗凈并干燥。

3.5 試驗(yàn)步驟

3.5.1 吸水劑的制備:

3.5.1.1 將約 150~200 克浮石打成碎塊，并選取(或篩取)3~5 毫米的碎粒。將準(zhǔn)備好的碎粒在 800℃的高溫中鍛燒 1.5~ 2 小時(shí)，將冷卻的浮石置于瓷皿中，注入硫酸使成稠糊狀的物質(zhì)，并移置于電爐上。

3.5.1.2 將帶有硫酸的浮石加熱至沸騰，同時(shí)用玻璃棒偶爾攪拌一下混合物。煮沸 30 分鐘后，使盛有浮石的瓷皿稍稍冷卻，檢查吸酸是否充分。如酸已*滲入時(shí)，則再加入 10~15 毫升的硫酸，再煮沸半小時(shí)。小心地將其過剩部分倒出，然后再將混合物煮沸。經(jīng)過 1 小時(shí)的煮佛后，將瓷皿從電爐上取下，使冷卻至硫酸停止蒸發(fā)為止。然后再將溫?zé)岬母∈浦糜趲讉€(gè)稱量瓶中，保存在干燥器里。這樣制得的浮石，從外觀看必須是干燥的。

注：使用過的浮石亦用此法進(jìn)行再生，在處理時(shí)須加入少量的硫酸。

3.5.2 空白試驗(yàn)，

3.5.2.1 將 7~8 克用硫酸浸透的浮石置入坩鍋中，并在蓋好的稱量瓶中稱量這份浮石和坩鍋的重量，稱準(zhǔn)到 0.0002 克。然后，將坩鍋迅速置于氧彈底部的玻璃三角架上，然后將氧彈蓋擰緊。

3.5.2.2 由進(jìn)氣閥的管，小心地(不使浮石被吹散)用氧氣將氧彈充至 30~32 公斤力/厘米 2 的壓力 (不使空氣從彈中排出)，然后在室溫下放置 1 小時(shí)。

3.5.2.3 在 4~5 分鐘內(nèi)，小心地將氧氣從氧彈中放出，擰開蓋，迅速將盛浮石的坩鍋從氧彈中移入稱量瓶中，并測定浮石中增加的水量。

3.2.2.4 空白試臉至少進(jìn)行兩次，如試驗(yàn)結(jié)果有顯著的變動(dòng)(1~2 毫克以上)時(shí)，則須進(jìn)行補(bǔ)充測定。

最后，算出氧氣中的水分、氧彈體積中空氣的水分、氧彈內(nèi)表面所吸附的水分、以及吸收劑在由稱量瓶與氧彈間來回移動(dòng)時(shí)所吸收的水分的平均修正數(shù)。在每次更換氧氣瓶時(shí)，必須測定水分的修正數(shù)。

3.5.3 氫的測定:

3.5.3.1，將蒸溜水裝入量熱容器中，無須精確稱量，但其數(shù)量須使氧彈沉沒至閥的鎖緊螺母處，水的溫度應(yīng)與室溫相同。將裝水的容器置于熱量計(jì)外殼中的絕緣底座上。

3.5.3.2 在蓋好的稱量瓶中的瓷坩鍋里，稱量 7~8 克用硫酸浸透的浮石稱準(zhǔn)到 0.0002 克，在裝入氧彈前，將裝浮石的稱量瓶置于干燥器中。

3.5.3.3 試驗(yàn)輕質(zhì)石油產(chǎn)品時(shí)，用注射器向按彈熱值測定法 1.5.4 準(zhǔn)備好的小皿中，由側(cè)孔注入試樣，小心地用塞將孔塞上。試驗(yàn)重質(zhì)石油產(chǎn)品時(shí)，向按彈熱值測定法 1.5.4.1 中準(zhǔn)備好的小皿中加入試樣 0.3~0.4 克(對于含氫較多的石油產(chǎn)品酌量減少)，并稱其重量，準(zhǔn)確至 0,0002 克。

3.5.3.4 將盛有試樣的小皿固定在電極的環(huán)上，同時(shí)使塞通過環(huán)的開口，然后將導(dǎo)火線的一端接于電極上，試驗(yàn)輕質(zhì)石油產(chǎn)品時(shí)，將導(dǎo)火線的另一端穿過點(diǎn)火小條并固定于電極的另一端，試驗(yàn)重質(zhì)石油產(chǎn)品時(shí)，將導(dǎo)火線的中段浸在小皿的試樣中，使導(dǎo)火線呈 U 字形(如圖 4)，兩端分別固定在電極上。

3.5.3.5 將盛有硫酸浸透的浮石的坩鍋移置于氧彈底部的玻璃三角架上，小心地用手將蓋擰緊，并由進(jìn)氣閥的管.小心地(避免使較片發(fā)生破裂及浮石被吹散)用氧氣將氧彈充至 30~32 公斤力/厘米 2 的壓力，又不使空氣由氧彈中排出。將氧彈小心地浸入裝水的量熱容器中，將導(dǎo)線接在氧彈電極上。把攪拌器及溫度計(jì)浸入水中，用蓋將外殼蓋好，然后開動(dòng)攪拌器。

3.5.3.6 將全部裝置在攪拌下裝置 2—3 分鐘，使溫度均勻。然后將點(diǎn)火電路接通，按溫度計(jì)水銀柱的上升(或按指示燈)觀察試樣是否發(fā)火。

3.5.3.7 將氧彈自量熱器中取出，使銅線由閥頭上的孔穿過，然后再將氧彈移入預(yù)先準(zhǔn)備好沸騰水的金屬罐中，并將這金屬罐放在電爐上。往金屬中注水時(shí)，應(yīng)使達(dá)至標(biāo)記處，以使氧彈沉入時(shí)*淹沒。

將氧彈在沸水中放置 30 分鐘，然后將氧彈自水中取出，在室溫下放置1 小時(shí)，若氧彈在此期間并未*冷卻，則可將其沉入冷水中 2~3 分鐘，以達(dá)到室溫為止。

3.5.3.8 在 4—5 分鐘內(nèi)慢慢地將氣體從氧彈中放出，擰開蓋，迅速將盛浮石的坩鍋從氧彈中移入稱量瓶中，并測定浮石中增加的水量.

3.5.3.9，檢查氧彈的內(nèi)表面，以確定試樣是否*燃燒及濕氣是否*被吸收。氧彈的內(nèi)表面應(yīng)是干燥的。但在燃燒含大量硫的右油產(chǎn)品情況下，由于與空氣接觸可稍呈濕潤。如在氧彈內(nèi)壁上存有煙炱或未被吸收的水分時(shí)，則該試驗(yàn)作廢。

3.5.3.10 將使用過的浮石收集到有磨口的廣口瓶中，以備再生。 -

3.5.4 氫含的計(jì)算:

3.5 .4 輕質(zhì)試樣氫含量 H(%)按式(7)計(jì)算:

式中:G 2 ——用硫酸浸透的浮石在試樣燃燒后增加的重量，克，

G 1 ———— - 用硫酸浸透的浮石在空白試驗(yàn)后增加的重量，克;

0.119 一水重量換算成含氫重量的系數(shù);

G 3 小皿片上的膠片重量，克，

G—試樣的重量，克，

H j 膠片的氫含量:，按式(8)計(jì)算， %。

膠片中的氫含量， (H j )亦按本方法測定:，但須有下到更改‘在內(nèi)敷緞燒石棉的 lm 中燃燒膠片，但不用覆蓋點(diǎn)火膠片，燃燒時(shí)將膠片卷成重 0.5一 0.7 克的緊密小團(tuán)，刺穿后用導(dǎo)火線纏縛，并固定在小皿上方的氧彈的電極上，氧彈的放置時(shí)間在沸水中為 15 分鐘，在空氣中為 30 分鐘。一膠片中的氫含量(H j ) (%)按式(8)計(jì)算；

式中:G 2 —用硫酸浸透的浮石在膠片燃燒后增加的重量，

G 1 —用硫酸浸透的浮、石在空白試驗(yàn)后增加的重量.，

0.1119-水重量換算 d 氫重量的系數(shù) r

G—膠片的重量，克。

3.5.4.2 重質(zhì)試樣氫含量 H(%)按式(9)計(jì)算

克克

式中:G 2 —用硫酸浸透的浮石在試樣燃燒后增加的重量，

G 1 —用硫酸浸透的浮石在空白試驗(yàn)后增加的重量，

G—試樣的重量，克;

W 試樣中的水含量， %，

0.119 水重量換算成氫重量的系數(shù)。

3.5.4.3 試樣及膠片中的氫含量，

按經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算氫含量取不少于兩次測定結(jié)果的算術(shù)平均值，其差數(shù)不應(yīng)超過 0.2%。

輕質(zhì)石油產(chǎn)品氫含量 H(%按%)計(jì)算:

式中:Q D —試樣的彈熱值，卡/克，

0.005 秘 1.4-經(jīng)驗(yàn)系數(shù)。

重質(zhì)石油產(chǎn)品氫含量 H(%}按式(11)計(jì)算

0.0047 和 87.6-經(jīng)驗(yàn)系數(shù)。

式中:Q d/c ——-不含水試樣的彈熱值，按式(11)計(jì)算，卡/克，

3.6 凈熱值的計(jì)算

3.6.1 計(jì)算試樣的凈熱值時(shí)，要在總熱值中修正水燕氣在氧彈中凝結(jié)所放出的熱量。

3.6.2 試樣的凈熱值 Q!《卡/克)一按式(12).或(13)計(jì)算:

式中:Qz 試樣的總熱值，卡/克，

在氧彈中水蒸氣每 1%(0.01 克)在凝結(jié)時(shí)放出的潛熱，卡/克，

9—-氧含量百分?jǐn)?shù)換算為水含量百分?jǐn)?shù)的系數(shù);

H—試樣中的氫含量， %， ’

W——試樣中的水含量， %。

3.7 精密度

3.7.1 在氧彈中測定總熱值與凈熱值的結(jié)果，計(jì)算準(zhǔn)確到 1 卡/克。最后結(jié)果算成整數(shù)，并準(zhǔn)確到 10 卡/克.個(gè)位數(shù)字以四舍五入處理。

3.7.2 以氧彈測定石油產(chǎn)品熱值時(shí)，應(yīng)作重復(fù)試驗(yàn)，其結(jié)果間的差數(shù)不得超過 30 卡/克，若超過此值，則進(jìn)行第三次測定，取其在允許差數(shù)范圍內(nèi)的兩次測定結(jié)果的算術(shù)平均值，作為試驗(yàn)結(jié)果。若第三次測定結(jié)果與前兩次結(jié)果的差數(shù)，都在允許差數(shù)范圍內(nèi)，則取三次側(cè)定的算術(shù)平均值作為試驗(yàn)結(jié)果。

3.8 分析數(shù)值的換算

3.8.1 燃料不含水分時(shí)，按式(4)、 (6)及(12)或(13)所得的熱值，相當(dāng)于使用燃料(即燃料在使用狀態(tài)時(shí))及千燥燃料的熱值，即: