【摘要】：隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,我國對(duì)天然氣的使用量在逐年增加。為了滿足國內(nèi)市場對(duì)天然氣的供應(yīng)需求,我國每年要從國外進(jìn)口大量的天然氣。在每次進(jìn)口貿(mào)易交接中,計(jì)量的準(zhǔn)確性和公平性顯得十分重要。本文以Rossini型燃?xì)鉄崃坑?jì)為基礎(chǔ),從能量計(jì)量的角度對(duì)天然氣燃燒熱值實(shí)驗(yàn)做了相關(guān)研究,具體研究內(nèi)容如下(本文中用甲烷代替天然氣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)):(1)首先,根據(jù)實(shí)際系統(tǒng)構(gòu)造從模擬角度分析實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性和合理性。尤其是燃?xì)恻c(diǎn)火實(shí)驗(yàn)過程,因?yàn)檎麄�(gè)燃燒環(huán)境為定壓,如何考慮和控制燃燒腔內(nèi)的壓力和甲烷、氧氣、氬氣三種氣體的流量大小非常關(guān)鍵。因此需要借鑒數(shù)值模擬的結(jié)論來設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。通過數(shù)值模擬得到結(jié)論:當(dāng)甲烷流量為95mL/min、氧氣流量160mL/min、氬氣流量440mL/min時(shí),甲烷可穩(wěn)定持續(xù)燃燒,并且整個(gè)燃燒過程甲烷能夠保證燃燒完全。(2)其次,本文在數(shù)值模擬的基礎(chǔ)上完成了甲烷燃燒實(shí)驗(yàn)研究,其目的在于分析通入燃燒器中三種氣體流量大小是否合理。結(jié)果證實(shí)了數(shù)值模擬中各氣體流量大小設(shè)置的正確性,實(shí)驗(yàn)中甲烷能夠良好點(diǎn)火。并根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象對(duì)燃燒器進(jìn)行了多次改進(jìn),解決了燃燒中火焰脫火、回火和不穩(wěn)定等影響因素。(3)最后,在組裝完整個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置后,本文完成了實(shí)驗(yàn)間溫度均勻性測試、電校正實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)間溫度均勻性測試實(shí)驗(yàn),分析了影響實(shí)驗(yàn)間環(huán)境溫度均勻性的各個(gè)因素并提出了提高溫度均勻性的改進(jìn)方案。電校正實(shí)驗(yàn)中測得系統(tǒng)量熱容器的當(dāng)量熱容為19023J/K,當(dāng)量熱容不確定度28J/K,相對(duì)不確定度0.15%(k=2)。
【學(xué)位授予單位】：中國計(jì)量大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TB941;TQ511.1
【圖文】：

圖 1.1 氣相色譜法原理圖 直接測量法直接測量法是指燃燒一定量的燃?xì)�，通過裝置直接測量出燃燒過程中量來確定燃?xì)鉄嶂�。在此過程中需要考慮熱量傳遞、保溫措施、溫度鍵因素，該方法在一定程度上可以非常精確地測量出燃?xì)獾臒嶂�。按術(shù)的差異，直接測量法熱量計(jì)大致可分為：氧彈熱量計(jì)、Rossini 型熱氣體吸收式熱量計(jì)、水流吸收式熱量計(jì)。(1) 氧彈熱量計(jì)氧彈熱量計(jì)實(shí)驗(yàn)前需要完成裝置的電校正實(shí)驗(yàn)。將稱量好的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)一定量的純氧在氧彈熱量計(jì)燃燒腔內(nèi)完全燃燒，燃燒過程中產(chǎn)生的熱量計(jì)周圍的吸熱介質(zhì)完成吸收，最后通過感溫鉑電阻測得吸熱介質(zhì)的出裝置的整體熱容。

中國計(jì)量大學(xué)碩士學(xué)位論文3圖 1.1 氣相色譜法原理圖1.2.2 直接測量法直接測量法是指燃燒一定量的燃?xì)�，通過裝置直接測量出燃燒過程中釋放的熱量來確定燃?xì)鉄嶂�。在此過程中需要考慮熱量傳遞、保溫措施、溫度測量等關(guān)鍵因素，該方法在一定程度上可以非常精確地測量出燃?xì)獾臒嶂�。按照測量技術(shù)的差異，直接測量法熱量計(jì)大致可分為：氧彈熱量計(jì)、Rossini 型熱量計(jì)、氣體吸收式熱量計(jì)、水流吸收式熱量計(jì)。(1) 氧彈熱量計(jì)氧彈熱量計(jì)實(shí)驗(yàn)前需要完成裝置的電校正實(shí)驗(yàn)。將稱量好的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)苯甲酸和一定量的純氧在氧彈熱量計(jì)燃燒腔內(nèi)完全燃燒，燃燒過程中產(chǎn)生的熱量通過熱量計(jì)周圍的吸熱介質(zhì)完成吸收，最后通過感溫鉑電阻測得吸熱介質(zhì)的溫升計(jì)算出裝置的整體熱容。接著在此基礎(chǔ)上按照苯甲酸的實(shí)驗(yàn)步驟再次燃燒被測燃料，過程中同樣需要準(zhǔn)確測量吸熱介質(zhì)的溫升。最后通過吸熱介質(zhì)溫升、熱容以及燃料質(zhì)量計(jì)算得到燃料熱值。該熱量計(jì)的局限性在于它只適用于固體和液體燃料[25-26]，并不能用于測量氣體燃料。其結(jié)構(gòu)原理如圖 1.2 所示，該裝置主要包括外筒蓋、內(nèi)筒蓋、內(nèi)筒、內(nèi)加熱器、攪拌桶、氧彈、外筒、加熱極板、攪拌器、冷卻管、感溫鉑電阻、點(diǎn)火環(huán)、溫度計(jì)等。實(shí)驗(yàn)中點(diǎn)火環(huán)通過電極打火方式完成燃?xì)恻c(diǎn)火；通過內(nèi)加熱器控制氧彈外環(huán)境的溫度；通過加熱極板和冷卻

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5 本報(bào)實(shí)習(xí)記者 李麗e

本文編號(hào)：2721367