5 試驗室條件

—進(jìn)行發(fā)熱量測定的試驗室，應為單獨房間，不得在同一房間內同時(shí)進(jìn)行其他試驗項目。

—室溫應保持相對穩定，每次測定室溫變化不應超過(guò)1℃ ,室溫以不超過(guò)15℃-30℃范圍為宜。

—室內應無(wú)強烈的空氣對流，因此不應有強烈的熱源、冷源和風(fēng)扇等，試驗過(guò)程中應避免開(kāi)啟門(mén)窗。

—試驗室*** 好朝北，以避免陽(yáng)光照射，否則熱量計應放在不受陽(yáng)光直射的地方。

6 試劑和材料

6.1氧氣(GB3 863) 99.5%純度，不含可燃成分，不允許使用電解氧

6.2氫氧化鈉標準溶液 c(NaOH)≈O.1 mol/L

稱(chēng)取優(yōu)級純氫氧化鈉(GB/T 629)4g ,溶解于1000mL經(jīng)煮沸冷卻后的水中，混合均勻，裝入塑料瓶或塑料筒內，擰緊蓋子。然后用優(yōu)級純苯二甲酸氫鉀(GB/T 1257)進(jìn)行標定。

6.3甲基紅指示劑2 g/L。

稱(chēng)取0.2g 甲基紅(HG 3-958-76),溶解在100ML水中。

6.4苯甲酸基準量熱物質(zhì) 二等或二等以上，經(jīng)***計量機關(guān)檢定或授權檢定并標明標準熱值。

6.5點(diǎn)火絲 直徑0. 1 mm左右的鉑、銅、鎳絲或其他已知熱值的金屬絲或棉線(xiàn)，如使用棉線(xiàn)，則應選用粗細均勻，不涂蠟的白棉線(xiàn)各種點(diǎn)火絲點(diǎn)火時(shí)放出的熱量如下：

鐵絲：6700J/g

鎳鉻絲：6000J/g

銅絲：2500J/g

棉線(xiàn)：17500J/g

6.6 酸洗石棉絨 使用前在800℃下灼燒30 min.

6.7 擦鏡紙 使用前先測出燃燒熱:抽取3張一4張紙，團緊，稱(chēng)準質(zhì)量，放人燃燒皿中，然后按常規方法測定發(fā)熱量。取3次結果的平均值作為擦鏡紙熱值。

7 儀器設備

7. 1 熱量計

7.1.1 總則

熱量計是由燃燒氧彈、內筒、外筒、攪拌器、溫度傳感器和試樣點(diǎn)火裝置、溫度測量和控制系統以及水構成。

通用熱量計有兩種，恒溫式和絕熱式，它們的量熱系統被包圍在充滿(mǎn)水的雙層夾套(外筒)中，它們的差別只在于外筒及附屬的自動(dòng)控溫裝置，其余部分無(wú)明顯區別。

無(wú)水熱量計的內筒、攪拌器和水被一個(gè)金屬塊代替。氧彈為雙層金屬構成，其中嵌有溫度傳感器，氧彈本身組成了量熱系統。

自動(dòng)氧彈熱量計原則上應按照本標準第7章和第8章中的原理和規定設計和構造，并按照9.3 的規定計算分析試樣的彈筒發(fā)熱量和恒容高位發(fā)熱量。發(fā)熱量的結果應以焦耳每克(J/g)或兆焦每千克(MJ/kg)單位報出。

自動(dòng)氧彈熱量計在每次試驗中***詳細給出規定的參數，打印的或以另外方式記錄的各次試驗的信息包括溫升，冷卻校正值(恒溫式)、有效熱容量、樣品質(zhì)量、點(diǎn)火熱和其他附加熱;由此進(jìn)行的所有計算都能人工驗證，所用的計算公式應在儀器操作說(shuō)明書(shū)中給出。計算中用到的附加熱應清楚地確定，所用的點(diǎn)火熱，副反應熱的校正應該明確說(shuō)明。

本標準也允許使用其他氧彈熱量計，只要它們的標定條件，標定和發(fā)熱量測定時(shí)條件的相似性，試樣質(zhì)量與氧彈的容積，充氧壓力，氧彈中加水量，以及測定的精密度和準確度等方面符合本標準的基本要求均可使用。

熱量的精密度和準確度要求為，測試精密度：5次苯甲酸測試結果的相對標準差不大于0.20%；準確度：標準煤樣測試結果與標準值之差都在不確定度范圍內，或者用苯甲酸作為樣品進(jìn)行5次發(fā)熱量測定，其平均值與標準熱值之差不超過(guò)50J/g.

注：除燃燒不完全的結果外，所有的測試結果不能隨意舍棄。

7.1.2 氧彈

由耐熱 、耐腐蝕的鎳鉻或鎳鉻鉬合金鋼制成，需要具備3個(gè)主要性能：

a) 不受燃燒過(guò)程中出現的高溫和腐蝕性產(chǎn)物的影響而產(chǎn)生熱效應；

b) 能承受充氧壓力和燃燒過(guò)程中產(chǎn)生的瞬時(shí)高壓；

c) 試驗過(guò)程中能保持完全氣密。

彈筒容積為250mL-350mL，彈頭上應裝有供充氧和排氣的閥門(mén)以及點(diǎn)火電源的接線(xiàn)電極。

新氧彈和新?lián)Q部件(彈筒、彈頭、連接環(huán))的氧彈應經(jīng)20.0MPa的水壓試驗，證明無(wú)問(wèn)題后方能使用。此外，應經(jīng)常注意觀(guān)察與氧彈強度有關(guān)的結構，如彈筒和連接環(huán)的螺紋、進(jìn)氣閥、出氣閥和電極與彈頭的連接處等，如發(fā)現顯著(zhù)磨損或松動(dòng)，應進(jìn)行修理，并經(jīng)水壓試驗合格后再用。

氧彈還應定期進(jìn)行水壓試驗，每次水壓試驗后，氧彈的使用時(shí)間一般不應超過(guò)2年。

當使用多個(gè)設計制作相同的氧彈時(shí)，每一個(gè)氧彈都***作為一個(gè)完整的單元使用。氧彈部件的交換使用可能導致發(fā)生嚴重的事故。

7. 1.3 內筒

用紫銅 、黃銅或不銹鋼制成，斷面可為橢圓形、菱形或其他適當形狀。筒內裝水2000 mL-3000 mL，以能浸沒(méi)氧彈(進(jìn)、出氣閥和電極除外)為準。

內筒外面應高度拋光，以減少與外筒間的輻射作用。

7.1.4 外筒

為金屬制成的雙壁容器，并有上蓋。外壁為圓形，內壁形狀則依內筒的形狀而定;外筒應完全包圍內筒，內外筒間應有10 mm-12 mm的間距，外筒底部有絕緣支架，以便放置內筒。

a) 恒溫式外筒：恒溫式熱量計配置恒溫式外筒。自動(dòng)控溫的外筒在整個(gè)試驗過(guò)程中，外筒水溫變化應控制在± 0.1 K 之內或更低；非自動(dòng)控溫式外筒—靜態(tài)式外簡(jiǎn)，盛滿(mǎn)水后其熱容量應不小于熱量計熱容量的5倍，以便保持試驗過(guò)程中外筒溫度基本恒定。外筒的熱容量應該是：當冷卻常數約為 0.0020 m in^-1，時(shí)，從試樣點(diǎn)火到末期結束時(shí)的外筒溫度變化小于0.16K ;當冷卻常數約為 0.0030min，時(shí)，此溫度變化應小于0.11K。外筒外面可加絕緣保護層，以減少室溫波動(dòng)的影響。用于外筒的溫度計應有0.1K的***小分度值。

b) 絕熱式外筒：絕熱式熱量計配置絕熱式外筒。外筒中裝有加熱裝置，通過(guò)自動(dòng)控溫裝置，外筒水盆能緊密跟蹤內簡(jiǎn)的溫度。外筒的水還應在特制的雙層蓋中循環(huán)。

自動(dòng)控溫裝置的靈敏度應能達到使點(diǎn)火前和終點(diǎn)后內筒溫度保持穩定(5min內溫度變化平均不超過(guò)0.0005 K/min)；在一次試驗的升溫過(guò)程中，內外筒間熱交換量應不超過(guò)20J。

7.1.5 攪拌器

螺旋槳式或其他形式。轉速(400-600)r /min為宜，并應保持恒定。攪拌器軸桿與外界應采用有效的隔熱措施，以盡量減少量熱系統與外界的熱交換。攪拌器的攪拌效率應能使熱容量標定中由點(diǎn)火到終點(diǎn)的時(shí)間不超過(guò)10min，同時(shí)又要避免產(chǎn)生過(guò)多的攪拌熱(當內、外筒徽度和室溫一致時(shí)，連續攪拌10min所產(chǎn)生的熱量不應超過(guò)120 J).

7.1 .6 量熱溫度計

用于內筒溫度測量的量熱溫度計至少應有0.00 1K 的分辨率，以便能以0.0 02K 或***的分辨率測定2到3的溫升；它代表的***溫度應能達到近0.1K。量熱溫度計在它測量的每個(gè)溫度變化范圍內應是線(xiàn)性的或線(xiàn)性化的。它們均應經(jīng)過(guò)計量部門(mén)的檢定，證明已達到上述要求，有兩種類(lèi)型的溫度計可用于此目的。

a)玻璃水銀溫度計

常用的玻璃水銀溫度計有兩種：一種是固定測溫范圍的精密溫度計；一種是可變測溫范圍的貝克曼溫度計。兩者的***小分度值應為0.01 K,使用時(shí)應根據計量機關(guān)檢定證書(shū)中的修正值做必要的校正。

兩種溫度計都應進(jìn)行溫度校正(貝克曼溫度計稱(chēng)為孔徑校正)，貝克曼溫度計除這個(gè)校正值外還有一個(gè)稱(chēng)為“平均分度值”的校正值。

為了滿(mǎn)足所需要的分辨率，需要使用5倍的放大鏡來(lái)讀取溫度，為防止水銀柱在玻璃上的粘滯，通常需要一個(gè)機械振蕩器來(lái)敲擊溫度計。如果沒(méi)有機械振蕩器，在讀取溫度前應人工敲擊溫度計。

b)數字顯示溫度計

數字顯示溫度計可代替傳統的玻璃水銀溫度計，這些溫度計是由諸如鉑電阻、熱敏電阻以及石英晶體共振器等配備合適的電橋，零點(diǎn)控制器、頻率計數器或其他電子設備構成，它們應能提供符合要求的分辨率，這些溫度計的短期重復性應該為0.001 K或***，6個(gè)月內的長(cháng)期漂移不應超過(guò)0.05 K,線(xiàn)性溫度傳感器在發(fā)熱量測定中引起的偏倚比非線(xiàn)性溫度傳感器的小。

7.2 附屬設備

7.2.1 燃燒皿

鉑制品*** 理想，一般可用鎳鉻鋼制品。規格可采用高17mm-18mm、底部直徑19mm-20mm,上部直徑25mm-26mm,厚0.5mm。其他合金鋼或石英制的燃燒皿也可使用，但以能保證試樣燃燒完全而本身又不受腐蝕和產(chǎn)生熱效應為原則。

7.2.2 壓力表和氧氣導管

壓力表由兩個(gè)表頭組成:一個(gè)指示氧氣瓶中的壓力，一個(gè)指示充氧時(shí)氧彈內的壓力。表頭上應裝有減壓閥和保險閥。壓力表每2年應經(jīng)計量部門(mén)檢定一次，以保證指示正確和操作安全。

壓力表通過(guò)內徑1m m-2m m的無(wú)縫銅管與氧彈連接，或通過(guò)高強度尼龍管與充氧裝置連接，以便導人氧氣。壓力表和各連接部分禁止與油脂接觸或使用潤滑油。如不慎沾污，***依次用苯和酒精清洗，并待風(fēng)干后再用。

7.2.3 點(diǎn)火裝置

點(diǎn)火采用12V -24V 的電源，可由220V 交流電源經(jīng)變壓器供給。線(xiàn)路中應串接一個(gè)調節電壓的變阻器和一個(gè)指示點(diǎn)火情況的指示燈或電流計。

點(diǎn)火電壓應預先試驗確定。方法:接好點(diǎn)火絲，在空氣中通電試驗。在熔斷式點(diǎn)火的情況下，調節電壓使點(diǎn)火絲在1s-2s內達到亮紅；在棉線(xiàn)點(diǎn)火的情況下，調節電壓使點(diǎn)火絲在4s-5s內達到暗紅。電壓和時(shí)間確定后，應準確測出電壓、電流和通電時(shí)間，以便計算電能產(chǎn)生的熱量。

如采用棉線(xiàn)點(diǎn)火，則在遮火罩以上的兩電極柱間連接一段直徑約0.3mm的鎳鉻絲，絲的中部預先繞成螺旋數圈，以便發(fā)熱集中。

7.2.4 壓餅機

螺旋式 、杠桿式或其他形式壓餅機。能壓制直徑10m m的煤餅或苯甲酸餅。模具及壓桿應用硬質(zhì)鋼制成，表面光潔，易于擦拭。

7.2.5 秒表或其他能指示10s的計時(shí)器