热能专业试验指导书-计量技术试验教学中心.PDF

热能专业实验指导书 计量技术实验教学中心 目 录 实验一 煤的工业分析 1 实验二 燃煤发热量的测定 6 实验三 烟气成分分析 14 实验四 煤灰熔融性的测定 17 实验五 煤的元素分析 19 实验六 单容水箱水位动态仿真设计（设计性实验） 28 实验七 汽轮机冲转仿真实验 30 实验八 中央空调制冷/制热循环系统的构成 32 实验九 双制式空调器的构成及性能测试 36 实验十 双门双温电冰箱的构成及性能测试 38 实验十一 制冷/热系统故障的确认及排除（综合性实验） 43 实验十二 制冷压缩机性能参数测定实验 50 实验十三 热泵系统循环实验 55 实验十四 循环式空调过程实验 58 i 实验一 煤的工业分析 一、实验目的 煤的工业分析是锅炉设计、灰渣系统设计和锅炉燃烧调整的重要依据，是燃料分析的基础 性实验。它通过规定的实验条件测定煤中水分﹑灰分﹑挥发分和固定碳质量含量的百分数，并 观察评判焦碳的粘结特征。通过煤的工业分析实验巩固概念，使学生掌握煤的工业分析方法。 二、实验原理 煤在加热到一定温度时，首先水分被蒸发出来；继续加热时，煤中 C、H 、O、N 、S 等元 素所组成的有机质、无机质分解产生气体挥发出来，这些气体称为挥发分；挥发分析出后，剩 下的是焦渣，焦渣就是碳和灰分。煤的工业分析就是在明确规定的实验条件下（GB/T212-2001 《煤的工业分析方法》）测定煤中水分﹑灰分﹑挥发分质量含量的百分数，煤中固定碳的质量 含量百分数是以 100 减去水分﹑灰分﹑挥发分质量含量的百分数而计算得出的。 三、实验仪器及材料 1. 干燥箱：带有自动调温装置，有气体进出、口，并能保持温度在 105℃～110℃范围内。 2. 箱形电炉：带有调温装置（最高温度 1300℃）炉膛应有恒温区，附有热电偶和高温表，炉 后壁上有一排气孔（烟囱）。 3. 干燥器：内装干燥剂（变色硅胶或块状无水氯化钙）。 4. 玻璃称量瓶：直径 40mm ，高25mm，并附有磨口的盖。 5. 灰皿：瓷质，长方形，底长 45mm，底宽 22mm，高 14 mm。 6. 挥发分坩埚：直径 33mm，有配合严密盖的瓷坩埚。 7. 分析天平：感量 0.1mg 。 8. 坩埚架：用镍铬丝制成的架，其大小以能使放入箱形电炉中的坩埚不超过恒温区为限，并 要求放在架上的坩埚底部距炉底 20-30mm。 9. 流量计：量程为 100～1000ml/min 10. 其他：石棉手套、秒表、坩埚架夹、压饼机、耐热瓷板或石棉板、广口瓶、标准筛等。 四、实验准备 1、装试样的器皿（玻璃称量瓶、挥发分坩埚、灰皿）应事先编好号，烘干存放于干燥器中， 在装入试样前应精确称量器皿的重量。 1 2 、分析煤样应按规定（GB474-1996 《煤的制备方法》）的缩制方法制备好，粒度应在0.2 mm 以下，并达到空气干燥状态（将煤样放入盘中，摊成均匀的薄层，于温度不超过50℃下干 燥。如连续干燥 1h 后，煤样的质量变化不超过 0.1%，即达到空气干燥状态）。试样应装 在带有严密玻璃塞的广口瓶内。称取试样时应先用药勺把试样充分搅拌均匀，然后取样。 四、实验过程 1 空气干燥基水分（Mad ）的测定 空气干燥基水分的测定，因煤种不同其测定方法也有所差异，此处仅介绍用于仲裁分析的 通氮干燥法，它适用于烟煤、无烟煤和褐煤等所有煤种。 ⑴ 通氮干燥法水分（Mad ）测定要点、步骤及计算公式： 称取一定量的空气干燥煤样，置于 105-110℃的干燥箱中，在干燥氮气流中干燥到质量恒 重。然后根据煤样的质量损失计算出水分的质量分数。 ①用预先干燥和已称量过的称量瓶（或瓷皿）称取粒度小于 0.2 mm 的空气干燥样 1±0.1g （称准到0.0002 g ）平摊在称量瓶中。 ②打开称量瓶盖，放入预先通入干燥氮气并已加热到 105-110℃的干燥箱中。烟煤干燥 1.5h，褐煤和无烟煤干燥 2h 后（在称量瓶放入干燥箱前 10 min 开始通入氮气，氮气流 量以