量热仪中的氧弹热传导不确定性影响因素研究

卫健; 黄超; 邹乐春; 沈静; 杨勇

doi:10.3969/j.issn.1007-7677.2023.04.013

摘要：量热仪的热容量稳定性是准确获得煤炭可靠热值的基本前提,而氧弹是量热仪中供样品燃烧用的核心容器,其热传导性对量热仪的测量精准度有着较大的影响,因而研究量热仪中氧弹的热传导不确定性则可为提升量热仪的热容量稳定性及其测量精度提供支撑依据.针对量热仪中的氧弹部件,结合量热仪的工作原理及试验室环境要求,从氧弹的材质与弹筒壁厚及容积、氧弹芯内部组件的合理设计、氧弹整体清洁度3 个角度分析影响氧弹热传导性的影响因素,并对2 款不同型号的氧弹进行热传导性比对,以期有助于提高量热仪测试数据的稳定性.经燃烧试验发现,氧弹的热传导存在不确定性时会使仪器热容量不稳定,从氧弹整体清洁度进行试验分析则得出氧弹内、外表面油膜会导致热容量测试数据存在离散度变大的结论,由此提出减少氧弹热传导不确定性的措施,主要包括选择合适的氧弹材质、弹筒壁厚、氧弹容积,如氧弹材质宜选择镍铬或镍铬钼合金钢,氧弹容积一般为250～350 mL,弹筒壁厚宜为 5～6 mm;优化氧弹芯结构中的陶瓷套、绝缘套等导热性能差的组件,氧弹结构尽可能简单且避免热传导路径过长;彻底清洁氧弹筒、氧弹盖、氧弹芯的内外表面,以清除油脂等异物对实验测定结果的干扰.