煤炭發熱量測定的原理是把氧彈放在一個盛有足夠浸沒氧彈的水的容器(通常稱水筒或內筒)中,再使一定量的試樣在充氧的彈筒中完全燃燒,由燃燒后水溫的升高計算試樣的發熱量。但實際情況并不如此簡單。第一,試樣燃燒放出的熱量不僅被水吸收,氧彈本身、水筒以及插在水中供攪拌用的攪拌器和供測溫用的溫度計都吸收一定的熱量。顯然試樣放出的熱量應等于氧彈、水筒及其中的水、攪拌器和溫度計吸收的熱量的總和。第二,盛氧彈的水筒,或者更確切地說量熱系統,不是與外界隔絕的,因而它又可能與周圍環境發生熱交換(散熱或吸熱)。為了獲得可靠的測定結果,對此也要給以考慮。對第一個問題的解決,通常都是采用已知發熱量的基準物,來標定量熱系統溫度每升高l℃所需要的熱量。這個熱量通常稱為儀器的熱容量或水當量。對第二個問題的解決,則是把盛氧彈的水筒放在一個雙壁水套中(習慣上稱為外筒),通過控制水套的溫度來消除量熱系統與周圍環境的熱交換,或者經過計算對熱交換所引起的誤差進行校正。

根據水套溫度的不同控制方式,形成了目前通用的熱量計有絕熱式熱量計和環境恒溫式(簡稱恒溫式)熱量計兩種。

絕熱式熱量計是以適當方式使外筒溫度在試驗過程中始終與內筒保持一致,也就是當試樣點燃后,在內筒溫度上升過程中,外筒溫度也跟蹤而上,使得在整個試驗過程中內、外筒溫度保持一致,從而消除了熱交換。恒溫式熱量計是以適當方式使外筒溫度保持恒定不變,以便可以應用較簡便的計算公式來校正熱交換的影響。

保持外筒恒溫的方法有兩種:一是采用大容量的外筒并加絕熱層,少受室溫變化的影響;二是自動控制為了區分這兩種類型的儀器,前者又稱為靜態式,后者稱為自動恒溫式。近年來發展起來的一種新型量熱儀,是由德國推出的雙干式自動量熱儀。它沒有內筒水和外筒水,氧彈為特制雙層,內部嵌有溫度傳感器,根據點燃‍試樣后氧彈本身溫度的升高來計算試樣的發熱量。這種熱量計通過合理的設計和復雜的計算,也能給出與上述兩種通用型熱量計相當的精密度和準確度。當然,這要求發熱量測定條件與熱容量標定條件有更多的相似性,特別是要求產生的溫升應大體相近。

“煤炭發熱量的測定原理”由鶴壁華諾煤炭化驗設備技術部提供，僅供學習參考！