一种测定易挥发液体燃烧热值的装置的制作方法

本实用新型涉及燃烧热值测定领域，具体涉及一种测定易挥发液体燃烧热值的装置。

背景技术：

燃烧热值的测定通常采用氧弹量热法在氧弹量热计中进行，将精确称量的样品置于燃烧皿中，连同燃烧皿密封于氧弹内，使样品在高压氧气中燃烧，以测定样品的燃烧热值。其中，固体和难挥发液体燃烧热值的测定一般采用压片法制样或对原样直接测定。对于易挥发液体若采用原样直接测定则会造成较大的误差，原因在于：1、称量、安装氧弹的过程中样品挥发造成质量的改变；2、在氧弹充氧——置换空气的过程中，氧弹内挥发的样品蒸气随着置换气体流出，引起样品质量的改变。氧弹量热法每次测定的样品质量较小，约为0.2～0.6g，由于上述两项原因造成的质量损失会产生较大的相对误差。故常规氧弹量热计并不适用于测定易挥发液体的燃烧热值。

陈龙武提出了将易挥发液体封存于玻璃小球中，然后再用氧弹量热计测定的方法。该方法在充氧过程中易使玻璃小球受压破裂，造成实验失败（陈龙武，沈鹤柏.挥发性液体样品燃烧热的测定方法[j].化学教育，1982，6:44-45）。

gb384-81《石油产品热值测定法》是将样品用易燃而不透气的胶片密闭起来，或把样品密闭在聚乙烯管制成的安瓶中，然后利用氧弹量热计进行测定。该方法制样过程繁琐费时，且在充氧过程中易使封样胶片破裂，导致结果误差大。

中国专利cn108007967a，将挥发性液体样品吸附于活性炭上，利用微机自动量热仪分别测定活性炭的热值和吸附了液体样品的活性炭的热值，两次测定热值之差即为易挥发的液体热值。

中国专利cn108333217a，将挥发性液体样品盛装于医用胶囊中，再用擦镜纸包裹胶囊，然后利用微机自动量热仪测定。

上述各种方法均在一定程度上降低了样品挥发带来的误差，各有利弊。其共同点是均使用了氧弹量热计或微机自动量热仪等复杂、昂贵的仪器，操作繁琐、专业，易造成实验失败。

技术实现要素：

为解决上述问题，本实用新型提供了一种测定易挥发液体燃烧热值的装置，利用低成本的简易实验设备，可实现易挥发液体燃烧热值的快速、简便测定。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：一种测定易挥发液体燃烧热值的装置，包括量热桶（1）、燃烧皿（2）、数字温度计（3）、搅拌器（4）。所述量热桶（1）由圆柱形铝罐（5）、保温套（6）组成，保温套（6）包裹在铝罐（5）的外壁；铝罐（5）的顶面开有搅拌孔（7）、测温孔（8），搅拌孔（7）位于铝罐（5）的顶面中心；量热桶（1）嵌入铁圈一（9）内。所述燃烧皿（2）放置于放有泥三角的铁圈二（10）上。所述数字温度计（3）的温度传感器（11）由测温孔（8）插入铝罐（5）内。所述搅拌器（4）的搅拌棒（12）由搅拌孔（7）插入铝罐（5）内。所述铁圈二（10）、铁圈一（9）、搅拌器（4）从下至上依次用螺母固定在铁架台的铁杆（13）上。

作为优选，所述铝罐（5）的容积为300～400ml，横截面外径60～70mm。

作为优选，所述铁圈一（9）圆环的内径比量热桶（1）剖面的外径小3～6mm。

作为优选，所述保温套（6）为耐火保温棉卷制，厚度1～2cm。

作为优选，所述燃烧皿（2）为瓷坩埚，容积20～30ml。

作为优选，所述燃烧皿（2）顶面距铝罐（5）的底面3～5cm；燃烧皿（2）顶面位于铝罐（5）底面的投影中心。

作为优选，所述数字温度计（3）的测温分辨率为0.1℃；测温范围包含0～100℃。

作为优选，所述温度传感器（11）插入铝罐（5）内的深度为铝罐（5）高度的1/2。

作为优选，所述搅拌棒（12）插入铝罐（5）内的深度为铝罐（5）高度的3/4。

本实用新型具有以下有益效果：实验设备简易，成本低，易推广，安装拆卸方便，成功率高。可快速、简便的测定易挥发液体相对准确的燃烧热值。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图。

图中：1量热桶、2燃烧皿、3数字温度计、4搅拌器、5铝罐、6保温套、7搅拌孔、8测温孔、9铁圈一、10铁圈二、11温度传感器、12搅拌棒、13铁架台的铁杆。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1所示，本实用新型提供了一种测定易挥发液体燃烧热值的装置，包括量热桶（1）、燃烧皿（2）、数字温度计（3）、搅拌器（4）。所述量热桶（1）由圆柱形铝罐（5）、保温套（6）组成，保温套（6）包裹在铝罐（5）的外壁；铝罐（5）的顶面开有搅拌孔（7）、测温孔（8），搅拌孔（7）位于顶面中心；量热桶（1）嵌入铁圈一（9）内。所述燃烧皿（2）放置于放有泥三角的铁圈二（10）上。所述数字温度计（3）的温度传感器（11）由测温孔（8）插入铝罐（5）内。所述搅拌器（4）的搅拌棒（12）由搅拌孔（7）插入铝罐（5）内。所述铁圈二（10）、铁圈一（9）、搅拌器（4）从下至上依次用螺母固定在铁架台的铁杆（13）上。

所述铝罐（5）的容积为350ml，横截面外径65mm。

所述铁圈一（9）圆环的内径比量热桶（1）剖面的外径小4mm。

所述保温套（6）为耐火保温棉卷制，厚度2cm。

所述燃烧皿（2）为瓷坩埚，容积30ml。

所述燃烧皿（2）顶面距铝罐（5）的底面5cm；燃烧皿（2）顶面位于铝罐（5）底面的投影中心。

所述数字温度计（3）的测温分辨率为0.1℃；测温范围为0～100℃。

所述温度传感器（11）插入铝罐（5）内的深度为铝罐（5）高度的1/2。

所述搅拌棒（12）插入铝罐（5）内的深度为铝罐（5）高度的3/4。

本具体实施测定工业甲醇燃烧热值的方法：①用量筒量取250ml蒸馏水（比热容4.20kj/(kg•℃)），通过搅拌孔（7）注入铝罐（5）内；②用移液管取10.00ml标准品甲醇（分析纯，密度0.7864g/ml，燃烧热值22.8kj/g）于燃烧皿（2）内；③打开数字温度计（3）、搅拌器（4）的电源，开始测温和搅拌，记录铝罐内水的初始温度t0=25.3℃；④点燃燃烧皿（2）内的标准品甲醇，开始计时，每隔1min记录一次铝罐内水温数据。当标准品甲醇快燃烧完毕时，每隔0.5min记录一次；⑤当标准品甲醇燃烧完毕后，继续记录10min水温变化数据；⑥以时间为横坐标，水温为纵坐标作图，从图中找到温度最大值tmax=85.1℃，计算得温升δt=85.1℃-25.3℃=59.8℃；⑦计算量热桶（1）的热效率η=标准品燃烧水吸收的热量/标准品甲醇燃烧释放的热量=35.0%；⑧倒掉铝罐（5）内的热水，待量热桶（1）和燃烧皿（2）自然冷却至室温后重复上述①～⑥操作步骤，在步骤②中加入的是样品工业甲醇（密度0.8211g/ml）；⑨样品工业甲醇燃烧完毕后水的温升δt`=65.2℃，计算样品工业甲醇燃烧热值q=（样品燃烧水吸收的热量÷量热桶（1）的热效率η）/样品质量=23.8kj/g。

本实用新型不使用复杂昂贵的仪器，不使用高压氧气，仅用实验室常见设备组装而成，简易，成本低，易推广。且安装拆卸方便，成功率高。

本实用新型测定燃烧热值，并未采取严密的保温绝热措施，样品也是在暴露环境下自然燃烧，热量损失较大。但在测定步骤中先用已知燃烧热值的标准品甲醇标定出量热桶（1）的热效率η，又在完全相同的操作步骤和条件下对样品进行测定，标准品和样品燃烧实验的热损失接近，热损失在计算过程中通过热效率η值被抵消，可得到相对准确的测定结果。