Коррекция калибровки должна осуществляться в соответствии с сертификатом, подготовленным отделом по калибровке.
А.1.1.2 Коррекция излучения (учет теплообмена)
Коррекция излучения (учет теплообмена) используется для вычисления потери тепла водяной оболочкой. Она базируется на формулах Дикинсона [1], Реньо-Пфаундлера [2] или методе Горного управления США [3]. При проведении калибровки и тестовых измерениях должен использоваться один и тот же метод коррекции излучения.
А.1.1.2.1 Формула Дикинсона [1]
,(А.1.1) где 
- коррекция излучения;
- скорость повышения температуры в минуту в предварительный (начальный) период;
- скорость повышения температуры в минуту в заключительный (конечный) период; (если температура падает, величина является отрицательной);
- время измерения температуры 
, мин;
- время измерения температуры 
, мин;
- время измерения температуры 
, мин;
- температура при зажигании (начальная температура);
- конечная температура, являющаяся той температурой, после которой скорость изменения выравнивается.
- коррекция излучения; - скорость повышения температуры в минуту в предварительный (начальный) период; - скорость повышения температуры в минуту в заключительный (конечный) период; (если температура падает, величина является отрицательной); - время измерения температуры , мин; - время измерения температуры , мин; - время измерения температуры , мин; - температура при зажигании (начальная температура); - конечная температура, являющаяся той температурой, после которой скорость изменения выравнивается. А.1.1.2.2 Формула Реньо-Пфаундлера [2]
, (A.1.2)
, (A.1.2) где - коррекция излучения;
- время, соответствующее периоду сгорания, мин;
;
;
- средняя температура в предварительный период;
- средняя температура в заключительный период;
, - см. А.1.1.2.1;
, 
, 
...
- последовательно регистрируемая температура во время периода сгорания с интервалом, равным 1 мин;
- сумма , , ...
.
- коррекция излучения; - время, соответствующее периоду сгорания, мин; ; ; - средняя температура в предварительный период; - средняя температура в заключительный период; , - см. А.1.1.2.1; , , ... - последовательно регистрируемая температура во время периода сгорания с интервалом, равным 1 мин; - сумма , , ... . А.1.1.2.3 Метод Горного управления США [3]
Таблица коррекции излучения может быть составлена так, чтобы для определения теплотворной способности (теплоты сгорания) какого-либо топлива требовались только начальные и конечные данные. Этого можно достигнуть, выполняя серию тестов согласно процедуре, описанной в разделе 10, и согласно следующим условиям. Следует отрегулировать количество сжигаемого образца так, чтобы в сериях проведенных определений были получены различные значения повышения температуры. Для всех определений следует поддерживать температуру водяной оболочки постоянной, зажигать бомбу при одной и той же начальной температуре, время, протекающее между получением начальных и конечных данных
, также должно быть одинаковым (±2 с). Следует определять значение поправки на излучение для каждой серии температурных повышений, используя метод Дикинсона (см. А.1.1.2.1) или метод Реньо-Пфаундлера (см. А.1.1.2.2). Эти коррекции являются постоянными для определенного (конкретного) повышения температуры. На основании серий полученных данных подготавливают таблицы или графики, чтобы показать соотношение коррекции излучения и повышения температуры. Как только таблицы или графики будут подготовлены, коррекции излучения могут быть получены из них, но до тех пор, пока не произойдет существенного изменения в оборудовании.
Таблица коррекции излучения может быть составлена так, чтобы для определения теплотворной способности (теплоты сгорания) какого-либо топлива требовались только начальные и конечные данные. Этого можно достигнуть, выполняя серию тестов согласно процедуре, описанной в разделе 10, и согласно следующим условиям. Следует отрегулировать количество сжигаемого образца так, чтобы в сериях проведенных определений были получены различные значения повышения температуры. Для всех определений следует поддерживать температуру водяной оболочки постоянной, зажигать бомбу при одной и той же начальной температуре, время, протекающее между получением начальных и конечных данных
, также должно быть одинаковым (±2 с). Следует определять значение поправки на излучение для каждой серии температурных повышений, используя метод Дикинсона (см. А.1.1.2.1) или метод Реньо-Пфаундлера (см. А.1.1.2.2). Эти коррекции являются постоянными для определенного (конкретного) повышения температуры. На основании серий полученных данных подготавливают таблицы или графики, чтобы показать соотношение коррекции излучения и повышения температуры. Как только таблицы или графики будут подготовлены, коррекции излучения могут быть получены из них, но до тех пор, пока не произойдет существенного изменения в оборудовании.Приложение X
(справочное).
Термохимические коррекции
Х.1 Термохимические коррекции
Х.1.1 Энергия (теплота) образования азотной кислоты
Коррекция 
(см. 10.4.2 и 13.2) применяется для кислотного титрования. Эта коррекция основывается на следующих предпосылках:
1) вся оттитрованная кислота является азотной кислотой
, образовавшейся в результате следующей реакции: 1/2
(г)+3/4
(г)+1/2
(I) = (в 500 молях );
(см. 10.4.2 и 13.2) применяется для кислотного титрования. Эта коррекция основывается на следующих предпосылках:1) вся оттитрованная кислота является азотной кислотой
, образовавшейся в результате следующей реакции: 1/2 (г)+3/4 (г)+1/2 (I) = (в 500 молях ); 2) энергия образования приблизительно в 500 молях воды в условиях бомбы составляет минус 59,0 (-59,0) кДж/моль. Отрицательное значение теплоты образования химического соединения означает, что реакция является экзотермической. Согласно определению, теплота, выделяемая в процессе сгорания, выражается положительным значением. Отрицательные значения энергии, получаемые при коррекциях азотной и серной кислот, выражаются при вычислениях как положительные значения.
Х.1.1.1 Подходящей для расчетов концентрацией раствора натрия карбоната
является 37,6 г /1000 мл (см
), что дает 
, где 
- объем , мл. Если также присутствует серная кислота 
, часть поправки на также присутствует в поправке и оставшаяся часть - в поправке 
.
приблизительно в 500 молях воды в условиях бомбы составляет минус 59,0 (-59,0) кДж/моль. Отрицательное значение теплоты образования химического соединения означает, что реакция является экзотермической. Согласно определению, теплота, выделяемая в процессе сгорания, выражается положительным значением. Отрицательные значения энергии, получаемые при коррекциях азотной и серной кислот, выражаются при вычислениях как положительные значения.Х.1.1.1 Подходящей для расчетов концентрацией раствора натрия карбоната
является 37,6 г /1000 мл (см ), что дает , где - объем , мл. Если также присутствует серная кислота , часть поправки на также присутствует в поправке и оставшаяся часть - в поправке .Х.1.2 Энергия (теплота) образования серной кислоты
Согласно определению, высшую теплоту сгорания получают, когда продуктом сгорания серы в образце является 
(г). Однако при фактических процессах сгорания в бомбе вся сера обнаруживается как в промывочных водах бомбы. Поправка (см. 13.2) применяется для серы, которая преобразована в . Эта коррекция основана на энергии образования в тех растворах, которые будут присутствовать в бомбе в конце сгорания. Эта энергия определяется как -295,0 кДж/моль.
(г). Однако при фактических процессах сгорания в бомбе вся сера обнаруживается как в промывочных водах бомбы. Поправка (см. 13.2) применяется для серы, которая преобразована в . Эта коррекция основана на энергии образования в тех растворах, которые будут присутствовать в бомбе в конце сгорания. Эта энергия определяется как -295,0 кДж/моль. Когда присутствуют азотная и серная кислоты, применяют поправку 2(-59,0) кДж/моль по сере ( ), с тем чтобы необходимая дополнительная поправка составляла разность в теплотах образования азотной и серной кислот; поправка на серу в пробе составляет: -295,0-(-2·59,0)=-177 кДж/моль или - 5,52 кДж/г (55,2 Дж/г·масса образца в граммах·содержание серы в пробе, %). Это приводит к тому, что составляет 13,17 кал/г·масса пробы в граммах·содержание серы в пробе (%). Для вычисления теплотворной способности в Бте/фунт должен использоваться фактор 23,7 Бте/г (=55,2/2,326·1,8) для (см. 13.2). Заявленные значения верны для пробы, содержащей приблизительно 5% серы и 5% водорода. Было также сделано предположение, что полностью растворена в воде, конденсированной в процессе сгорания образца [4].
Х.1.2.1 Если сжигают пробу массой в один грамм, образующаяся конденсируется с водой на стенках бомбы в соотношении около 15 молей воды к 1 молю . Для такой концентрации энергия реакции (г)+1/2 (г)+ (1)= (в 15 молях ) в условиях проходящих в бомбе процессов составляет -295 кДж/моль [4]. Для проб с различной массой или содержанием серы результирующая нормальность образованной кислоты может существенно отличаться, поэтому нормальность титранта должна быть подобрана соответствующим образом. Положенный в основу принцип вычисления по пробе со сравнительно большим содержанием серы уменьшает возникновение возможных ошибок, потому что для небольшого содержания серы (%) коррекция имеет меньшую величину.
Примечание - В качестве справочных материалов к данному разделу рекомендуется использовать (ГОСТ 2059, ГОСТ 8606).
), с тем чтобы необходимая дополнительная поправка составляла разность в теплотах образования азотной и серной кислот; поправка на серу в пробе составляет: -295,0-(-2·59,0)=-177 кДж/моль или - 5,52 кДж/г (55,2 Дж/г·масса образца в граммах·содержание серы в пробе, %). Это приводит к тому, что составляет 13,17 кал/г·масса пробы в граммах·содержание серы в пробе (%). Для вычисления теплотворной способности в Бте/фунт должен использоваться фактор 23,7 Бте/г (=55,2/2,326·1,8) для (см. 13.2). Заявленные значения верны для пробы, содержащей приблизительно 5% серы и 5% водорода. Было также сделано предположение, что полностью растворена в воде, конденсированной в процессе сгорания образца [4].Х.1.2.1 Если сжигают пробу массой в один грамм, образующаяся
конденсируется с водой на стенках бомбы в соотношении около 15 молей воды к 1 молю . Для такой концентрации энергия реакции (г)+1/2 (г)+ (1)= (в 15 молях ) в условиях проходящих в бомбе процессов составляет -295 кДж/моль [4]. Для проб с различной массой или содержанием серы результирующая нормальность образованной кислоты может существенно отличаться, поэтому нормальность титранта должна быть подобрана соответствующим образом. Положенный в основу принцип вычисления по пробе со сравнительно большим содержанием серы уменьшает возникновение возможных ошибок, потому что для небольшого содержания серы (%) коррекция имеет меньшую величину.Примечание - В качестве справочных материалов к данному разделу рекомендуется использовать (ГОСТ 2059, ГОСТ 8606).
Х.1.3 Проволока (для зажигания)
Следует вычислять энергию, внесенную при сгорании проволоки, в соответствии с указаниями, подготовленными поставщиком проволоки. Энергия, требуемая для расплавления платиновой проволоки, является постоянной для каждого эксперимента, если используется одинаковое количество платиновой проволоки. Поскольку энергия мала, ее вклад сбалансирован в экспериментах по стандартизации (калибровки) и определению теплотворной способности, и ею можно пренебречь.
Х.2 Отчет о результатах в других единицах
Х.2.1 Высшая теплота сгорания может быть выражена в джоулях на килограмм, калориях на грамм или британских тепловых единицах на фунт. Соотношения между этими единицами приведены в таблице 1.
Х.3 Информация об отборе проб
Х.3.1 Используют методы испытания твердых отходов, физико-химические методы или их эквиваленты, в том числе по ГОСТ 147.
Х.4 Примеры расчетов
Х.4.1 Теплоемкость
Расчет по 10.4.3:
, (X.1)
Расчет по 10.4.3:
, (X.1) где 
6318 кал/г;
1,0047 г;
10,4 кал - поправка на кислотообразование;
18,2 кал - поправка на теплоту сгорания проволоки для зажигания;
2,542 °С;
[(6318 кал/г·1,0047 г) - 10,4 кал - 18,2 кал]/2,6350 °С;
2398,1 кал/°С.
Х.4.2 Теплота сгорания
Расчеты по 14.1:
, (X.2)
6318 кал/г; 1,0047 г; 10,4 кал - поправка на кислотообразование; 18,2 кал - поправка на теплоту сгорания проволоки для зажигания; 2,542 °С; [(6318 кал/г·1,0047 г) - 10,4 кал - 18,2 кал]/2,6350 °С; 2398,1 кал/°С.Х.4.2 Теплота сгорания
Расчеты по 14.1:
 | |
| 215 × 24 пикс. Открыть в новом окне | |
где 2398,1 кал/°С;
2,417 °С,
27,1 кал - поправка на кислотообразование;
17,9 кал - поправка на теплоту сгорания проволоки для зажигания;
13,17·1,24%·0,7423 г - поправка на серу;
2398,1 кал/°С; 2,417 °С, 27,1 кал - поправка на кислотообразование; 17,9 кал - поправка на теплоту сгорания проволоки для зажигания; 13,17·1,24%·0,7423 г - поправка на серу;
11000 кал/г·0,2043 г - спайк-поправка; 0,7423 г - масса пробы,
[(2398,1 кал/°С·2,417 °С) -27,1 кал -17,9 кал -12,1 кал -2247 кал (3492,11 кал]/0,7423 г); 4704,01 кал/г.Приложение ДА
(справочное).
Сведения о соответствии ссылочных национальных стандартов международным стандартам, использованным в качестве ссылочных в примененном стандарте АСТМ
Сведения о соответствии ссылочных национальных стандартов международным стандартам, использованным в качестве ссылочных в примененном стандарте АСТМ
Таблица ДА.1
| Обозначение ссылочного национального стандарта | Степень соответствия | Обозначение и наименование ссылочного международного стандарта |
| ГОСТ Р 50779.10-2000 | MOD | ИСО 3534-1:1993 "Статистические методы. Вероятность и основы статистики. Термины и определения" |
| ГОСТ Р 52501-2005 | MOD | ИСО 3696:1987 "Вода для лабораторного анализа. Технические условия" |
| ГОСТ 147-95 | MOD | ИСО 1928:1976 "Топливо твердое минеральное. Определение высшей теплоты сгорания и вычисление низшей теплоты сгорания" |
| ГОСТ 2059-95 | IDT | ИСО 351:1996 "Топливо твердое минеральное. Метод определения общей серы сжиганием при высокой температуре" |
| ГОСТ 8606-93 | MOD | ИСО 334:1992 "Топливо твердое минеральное. Определение общей серы. Метод Эшка" |
| ГОСТ 27313-95 | MOD | ИСО 1170:1977 "Топливо твердое минеральное. Обозначение показателей качества и формулы пересчета результатов анализа для различных состояний топлива" |
| Примечание - В настоящей таблице использованы следующие условные обозначения степени соответствия стандартов: - IDT - идентичные стандарты; - MOD - модифицированные стандарты. | ||
Библиография
| [1] | Dickinson Н.С., Bulletin, U.S. Bureau of Standards, Vol. 11, 1951, p.189 |
| [2] | Pfaundler L. Annalen der Physik (Leipzig), ANPYA, Vol. 129, 1966, p.102 |
| [3] | "Methods of Analyzing and Testing Coal and Coke", U.S. Bureau of Mines, Bulletin 638, XMBUA, 1967, pp.16-17 |
| [4] | Mott R.A., Parker C., "Studies in Bomb Calorimetry IX - Formation of Sulfuric Acid", Fuel, FUELB, Vol. 37, 1958, p.371 |
_____________________________________________________________