氧彈熱量計是一種用于測量物質燃燒熱的儀器,其基本原理是通過在氧彈內充入高壓氧氣,使試樣在氧氣中完q燃燒,從而釋放出熱量。這些熱量被量熱體系(包括內筒、內筒中的水或其他介質、氧彈、攪拌器、溫度計等)吸收,導致體系溫度的變化。通過測量體系溫度的變化,可以計算出試樣的燃燒熱。可廣泛應用于測量煤、油、焦炭、石蠟等可燃性物質的熱值。在科研、教學、能源利用等領域具有廣泛的應用價值。
1、氧彈:是熱量計的核心部件,用于供燃燒試樣并釋放熱量。它通常由耐熱、耐腐蝕的優質不銹鋼加工而成,能承受氧氣壓力及試樣燃燒過程中產生的瞬時高壓,并保持良好的氣密性。氧彈一般由氧彈頭、連接環和彈筒三大部分組成,彈筒容積約300mL,其上設有進氣閥、針形出氣閥、電極栓等,用于充入氧氣、排出廢氣以及為試樣點火。
2、內筒:用于吸收氧彈內試樣燃燒所釋放的熱量。它一般用黃銅、紫銅或不銹鋼制成,筒內盛水量通常為2000~3000mL,以能浸沒氧彈(進出氣閥及電極上部除外)為宜。
3、外筒:用來保持熱量計系統環境溫度的恒定(與室溫基本一致),它是一個具有夾層的套筒。試驗時,夾層內注滿水,外筒夾層內安有攪拌器,使夾層內水溫均勻,對內筒而言,外筒是個恒溫系統。外筒的上部通常有1絕熱蓋,以減少內筒的熱輻射。
4、攪拌器:用于加速水的循環,使水的溫度很快均勻一致。攪拌器轉速不宜太高,以免內筒水的飛濺和產生過多的攪拌熱;若轉速太慢,則攪拌效率太低,在短時間內內筒水溫無法穩定,影響測定結果。
5、溫度傳感器:用于實時監測反應室內的溫度變化,是準確測量內筒水溫的關鍵部件。常見的溫度傳感器有水銀溫度計、數字顯示溫度計(如鉑電阻溫度計)等。其中,貝克曼溫度計是一種精密的測溫儀器,最小分度值為0.01℃,利用放大鏡讀數,可估讀到0.001℃。
6、點火裝置:用于引爆樣品并開始其完q燃燒過程。一般使用電點火裝置,通過電極栓向樣品提供電能,使其在純氧條件下迅速燃燒。
7、溫度測量和控制系統:用于接收并記錄溫度傳感器獲取到的數據,并進行數據處理和計算。通過內置算法,將原始數據轉換為所需結果,例如樣品的發熱值。