ГОСТ 34210-2017. Межгосударственный стандарт. Топлива нефтяные. Определение теплоты сгорания в калориметрической бомбе

10 Вычисления

10.1 Повышение температуры в калориметре с изотермической рубашкой

Используя результаты, полученные по 9.5, вычисляют повышение температуры t в калориметре с изотермической рубашкой по формуле

t = t_c - t_a - r₁(b - a) - r₂(c - b), (7)

где t - скорректированное значение повышения температуры;

t_c - значение температуры во время с, скорректированное на погрешность термометра (10.1.1);

t_a - значение температуры во время воспламенения, скорректированное на погрешность термометра (10.1.1);

r₁ - скорость (единицы измерения температуры в минуту), с которой температура повышалась в течение 5 мин до воспламенения;

b - время (с точностью до 0,1 мин), когда повышение температуры достигает 60% от значения общего повышения температуры;

a - время поджигания образца;

r₂ - скорость (единицы измерения температуры в минуту), с которой температура повышалась в течение 5 мин после времени c;

c - время начала периода, при котором скорость изменения температуры с течением времени становится постоянной (после сгорания).

Если температура снижается, r₂ имеет отрицательное значение, а значение r₂(c - b) будет положительным.

10.1.1 Все стеклянные жидкостные термометры должны быть скорректированы на погрешность шкалы, с использованием данных аттестованного термометра, указанного в A1.5.1, A1.5.2 приложения A1. Термометры Бекмана также требуют установочную корректировку и корректировку на выступающий столбик ртути (см. A2.1.2 приложения A2). Палочные термометры ASTM 56F и ASTM 56C не требуют корректировки на выступающий столбик ртути, если все испытания, включая стандартизацию, выполняют в одном и том же интервале 5,5 °C. Если температура процесса превышает этот предел, то следует применять дифференцированную поправку на выступающий столбик ртути (см. A2.1.1 приложения A2) для корректировки повышения температуры t во всех испытаниях, включая стандартизацию.

10.2 Повышение температуры в калориметре с адиабатической рубашкой

Используя данные, полученные по 9.6, вычисляют повышение температуры t в калориметре с адиабатической рубашкой по формуле

t = t_f - t_a, (8)

где t - значение скорректированного повышения температуры;

t_f - значение температуры, при которой загрузка бомбы воспламеняется, скорректированное на погрешность термометра (10.1.1);

t_a - значение температуры достигнутого (конечного) равновесия, скорректированное на погрешность термометра (10.1.1).

10.3 Термохимические поправки

Вычисляют для каждого испытания приведенные термохимические поправки (см. приложение A2):

- e₁ - поправка на теплоту образования азотной кислоты (HNO₃) (МДж) равна количеству кубических сантиметров стандартного раствора (0,0866 N) NaOH, израсходованного на титрование, умноженному на 5/10⁶;

- e₂ - поправка на теплоту образования серной кислоты (H₂SO₄) (МДж) равна числу 58,0, умноженному на содержание серы в образце (%), умноженному на массу образца и деленному на 10⁶;

- e₃ - поправка на теплоту сгорания самоклеящейся ленты или желатиновой капсулы и минерального масла (МДж) равна массе ленты или капсулы/масла (г), умноженной на теплоту сгорания ленты или капсулы/масла (МДж/кг), деленной на 10⁶;

- e₄ - поправка на теплоту сгорания проволоки зажигания (МДж) равна числу 1,13, умноженному на длину израсходованной железной проволоки (мм), деленному на 10⁶, или равна числу 0,96, умноженному на длину израсходованной проволоки из хромеля C (мм), деленному на 10⁶.

10.4 Высшая теплота сгорания

Вычисляют высшую теплоту сгорания по формуле

Q_g = (t W - e₁ - e₂ - e₃ - e₄)·(1000/m), (9)

где Q_g - высшая теплота сгорания при постоянном объеме, МДж/кг;

t - скорректированное значение повышения температуры (см. 10.1 и 10.2), °C;

W - энергетический эквивалент калориметра, МДж/°C (8.1);

e₁, e₂, e₃, e₄ - поправки, приведенные в 10.3;

m - масса образца, г.

Примечание 7 - Высшую теплоту сгорания при постоянном давлении вычисляют по формуле

Q_gp = Q_g + 0,006145H, (10)

где Q_gp - высшая теплота сгорания при постоянном давлении, МДж/кг;

H - содержание водорода в образце, % масс. Если процентное содержание водорода в образце неизвестно, его можно определить по ASTM D 1018, ASTM D 3701 или ASTM D 7171.

10.5 Низшая теплота сгорания

10.5.1 Если содержание водорода в массовых процентах H в образце известно, вычисляют низшую теплоту сгорания по формуле

Q_n = Q_g - 0,2122H, (11)

где Q_n - низшая теплота сгорания при постоянном давлении, МДж/кг;

Q_g - высшая теплота сгорания при постоянном объеме, МДж/кг;

H - содержание водорода в образце, % масс. Если процентное содержание водорода в образце неизвестно, то его можно определить по ASTM D 1018, ASTM D 3701 или ASTM D 7171.

10.5.2 Если содержание водорода в массовых процентах в образцах авиационного бензина и турбинного топлива не поддается определению, низшую теплоту сгорания можно вычислить по формуле

Q_n = 10,025 + (0,7195)Q_g, (12)

где Q_n - низшая теплота сгорания при постоянном давлении, МДж/кг;

Q_g - высшая теплота сгорания при постоянном объеме, МДж/кг.

Примечание 8 - Формулу (12) рекомендуется использовать только, если процентное содержание водорода не поддается определению. Она основана на формуле (11) и авиационных бензинах и топливах для турбинных двигателей, разработанных по данным научной публикации <6>.

--------------------------------

<6> Jessup, R.S., and Cragoe, C.S., Низшая теплота сгорания авиационного бензина AN-F-28 (Net Heat of Combustion of AN-F-28 Aviation Gasolines), Nat. Advisory Committee for Aeronautics, Technical Note No. 996, June 1945, and Joseph A. Cogliano and Ralph S. Jessup, Зависимость низшей теплоты сгорания и анилиновой точки авиационных топлив (Relation Between Net Heat of Combustion and Aniline-Gravity Product of Aircraft Fuels), Nat. Institute of Standards Technology Report 2348, March 1953.