designed for scientists

Kaloriméter

Hogyan működik a kaloriméter?

(Mi az a bomba/égető cellás kaloriméter?)

A kaloriméter szilárd, vagy cseppfolyós anyagok energiatartalmának meghatározására lehet használni.  A minta elégése során keletkező hőmennyiséget méri a készülék. Az égés teljes mértékben szabályozott körülmények között zajlik oxigéndús környezetben egy zárt nyomásálló tartályban, amelyet víz vesz körül.

A mérési eredményt, égéshőnek, korrigált értékét fűtőértéknek, vagy BTU értéknek hívják. A BTU érték leginkább az USA területén terjedt el. A mért eredmény lehetővé teszi, hogy döntéseket/konklúziókat hozzunk akár mennyiségi, minőségi, fiziológiai, kémiai vagy akár pénzügyi területen is egy termékről.

A piacon több fajta kaloriméter érhető el. Az IKA cég az úgynevezett bombakalorimétereket más néven égető cellával rendelkező kalorimétereket kínálja. A „bomba” kifejezés félrevezető, de mégis ez a leggyakrabban használt leírása ennek az eszköznek.  Inkább az égető cella elnevezést használjuk.

A kaloriméter működése:

Megközelítőleg 1g anyagot helyeznek egy tégelybe, amely egy megfelelő anyagból készült zárható tartóban van elhelyezve, (égetőcella) és ezt megtöltik 30 bar (435 PSI) oxigénnel. Ezután a mintát egy izzítószálon/pamutszálon keresztül meggyújtják, ami maradéktalanul elég az égetőcellában.

Az égés során a zárt égetőcellában a hőmérséklet akár 1000°C-ra, a nyomás pedig megközelítőleg 200 bar-ra (2900PSI) is felszökhet. Az összes szerves anyag elég vagy oxidálódik ilyen körülmények között.

Az égéstermékek, és a szervetlen anyagmaradványok mennyiségéből korrekciót lehet alkalmazni, és így kapunk a készülék által mért égéshő értélből a fűtőértéket.

A keletkező hőmennyiség meghatározására több lehetőség is létezik.

A kaloriméter felépítése:

Egy vízzel töltött tartály (belső tartály) veszi körbe az égető cellát.

Az égési folyamat során keletkező hő átadódik a körülölelő víznek.

Speciális szigetelést kell használni annak megelőzése érdekében, hogy a rendszerből a legkisebb hő sem szökhessen el, vagy pedig hő kerülhessen a rendszerbe (pl: szobahőmérséklet változása). Ennek megakadályozására még egy külső szigetelő vízréteggel rendelkezik a készülék.

Elérhető többféle üzemmódban működő kaloriméter (pl: adiabatikus, isoperibolikus, isotherm, dinamikus). Ezek mind különböző elveken működő kalorimétereket jelentenek attól függően, hogy milyen hőmérséklet szabályozással rendelkeznek a külső és a belső tartály között.

Az IKA cég a szabványoknak megfelelő adiabatikus isoperibolikus és dinamikus módban működő készülékeket gyárt,

Adiabatikus kaloriméter

Az adiabatikus kaloriméterben a külső tartály hőmérséklete folyamatosan követi a belső tartály hőmérsékletét a vizsgálat során.

A szigetelésnek a lehető legtökéletesebbnek kell lennie. A külső hatások befolyásolásának a lehető legkisebbnek kell lennie (például légkondicionáló használata a vizsgáló laboratóriumban), viszont nincsen szükség korrekciós számítások elvégzésére.

Isoperibolikus kaloriméter

Az isoperibolikus kaloriméterben a külső tartály hőmérsékletét egy adott hőfokon kell tartani az egész vizsgálat során.

A külső tartály állandó hőmérsékleten tartása miatt nem lehetséges „tökéletes” szigetelést létrehozni, kicsi hőátadás a belső és a külső tartály között mindig fellép. A külső hatások befolyásolásának a lehető legkisebbnek kell lennie (például légkondicionáló használata a vizsgáló laboratóriumban). Korrekciós faktor használata szükséges, amit az IKA kaloriméter automatikusan kiszámít és figyelembe vesz a mérések során.

Dinamikus IKA kaloriméter.

Valójában ez nem egy különálló mérési elv. Ez sokkal inkább egy precízen körülírt mérési folyamat olyan alkalmazások számára ahol gyorsabban szükséges az eredmények meghatározása, mint amit a szabványok megengednek.

A dinamikus mód igazából az eredeti adiabatikus és/vagy isoperibolikus mérési elvek lerövidített változata. A mérési eredmények megfelelnek a szabványok által előírt precizitásnak.

Szabványok kaloriméterekhez: Ez egy lista azokról a szabványokról, amiknek az IKA kaloriméterek megfelelnek. Amennyiben más szabvány szerint szeretne vizsgálni, forduljon hozzánk bizalommal.

ASTM – szabványok:

ASTM – D240
Standard Test Method for Heat of Combustion of Liquid Hydrocarbon Fuels by Bomb Calorimeter

ASTM – D4809
Standard Test Method for Heat of Combustion of Liquid Hydrocarbon Fuels by Bomb Calorimeter (Precision Method)

ASTM – D5865
Standard Test Method for Gross Calorific Value of Coal and Coke

ASTM – D5468
Standard Test Method for Gross Calorific and Ash Value of Waste Materials

ASTM – E711
Standard Test Method for Gross Calorific Value of Refuse-Derived Fuel by the Bomb Calorimeter

 

EPA-Method

SW 846 Test Methods for Evaluating Solid Waste, Physical/Chemical Methods
Method 5050 Bomb Preparation Method for Solid Waste
This method describes the sample preparation steps necessary to
determine total chlorine in solid waste and virgin and used oils, fuels and related materials, …

 

ISO – szabványok:

ISO 1928
Solid mineral fuels — Determination of gross calorific value by the bomb calorimetric method, and calculation of net calorific value

DIN EN ISO 9831
Animal feeding stuffs, animal products and faeces or urine – Determination of gross calorific value.

 

CEN – szabványok:

EN 14582:2007
Characterization of waste – Halogen and sulfur content – Oxygen combustion in closed systems and determination methods

 

DIN – szabványok:

DIN 51900-1
Testing of solid and liquid fuels – Determination of gross calorific value by the bomb calorimeter and calculation of net calorific value – Part 1: Principles, apparatus, methods

DIN 51900-2
Testing of solid and liquid fuels – Determination of the gross calorific value by the bomb calorimeter and calculation of the net calorific value – Part 2: Method using isoperibol ot static, jacket calorimeter

DIN 51900-3
Testing of solid and liquid fuels – Determination of gross calorific value by the bomb calorimeter and calculation of net calorific value – Part 3: Method using adiabatic jacket

 

További szabványok:

EN, BS, GOST és egyéb szabványok

További kérdések esetén szívesen állunk rendelkezésére.

Search
Kategória
Kaloriméter
Generic filters
Filter by Custom Post Type