固体可燃物の発熱量測定方法
固体可燃物とは、火、熱源、衝撃、摩擦に触れると着火する固体物質を指します。日用品から工業用原料まで、木材、紙、繊維など、多種多様な種類があります。
主な特徴
可燃性：火源に触れると容易に急速に着火し、火炎の広がりが速い。
危険性：燃焼により有毒物質を生成することがあり、消火が困難な場合があります（例：金属粉末は水に触れると反応が激化する可能性があります）。
多様性：自己反応性物質、安定した爆発物などを含む。
一般的な種類：
天然固体：木材、泥炭、亜炭、瀝青炭、無煙炭、シェールオイルなど。
加工固体：木炭、コークス、ブリケット、石炭ボールなど。
特殊固体：固体アルコール、固体ロケット燃料など。
実験目的：
1.発熱量の決定：酸素ボンベ熱量計などの機器を使用して、固体可燃物（例：木材、石炭）の完全燃焼中に放出される熱を正確に測定します。これは、燃料品質を評価するための重要な指標です。
2.実験技術の習得：酸素ボンベ熱量計の操作手順を学びます。これには、酸素充填、点火、温度測定などの重要な手順が含まれます。燃焼熱と発熱量の違いを理解し、実験で修正が必要な誤差源（例：点火ワイヤの燃焼、機器による熱吸収）を特定します。
3.機器の原理の理解：酸素ボンベ熱量計の構造（例：ボンベシリンダー、温度センサー、攪拌機）に慣れます。熱容量校正方法を習得し、安息香酸などの標準物質を使用して機器を校正します。
実験サンプルと機器
実験サンプル：固体可燃物
実験機器：SH500熱量計、GB/T 384に準拠
実験手順
1.機器の準備と校正：
酸素ボンベ熱量計の検査：酸素ボンベの内壁が清潔で残留物がないことを確認します。点火ワイヤ（ニクロム線）が損傷していないこと、電極が良好に接触していることを確認します。
熱容量校正：校正物質として安息香酸（標準発熱量：26450 J/g）を使用します。0.5〜1.0 g（0.0001 g単位で正確に）を秤量し、酸素ボンベるつぼに入れます。10 mLの蒸留水を酸素ボンベに加え、2.6〜3.3 MPaの圧力で酸素を充填し、5分間放置して空気を排出します。酸素ボンベを熱量計の内筒に入れ、2000 gの蒸留水を加えます（周囲温度との温度差は1℃以下）。攪拌と温度収集を開始します。点火し、水温の変化を記録し、熱容量（C）を計算します。操作を3回繰り返し、平均値を取ります。熱容量の偏差は0.5％以下とします。
2.サンプルの準備
固体サンプルの処理：固体可燃物（例：石炭、バイオマス顆粒）を<0.2 mmの粒度まで粉砕し、均一性を確保します。0.5〜1.0 gのサンプル（0.0001 g単位で正確に）を秤量し、乾燥るつぼに入れます。水分管理：サンプルに水分が含まれている場合は、105℃で恒量になるまで乾燥させ、水分蒸発が発熱量計算に与える影響を回避します。
酸素ボンベの充填と点火
3.酸素充填操作：サンプルるつぼを酸素ボンベに入れ、10 mLの蒸留水を加えます（燃焼生成物を溶解するため）。点火ワイヤを取り付け、サンプルに接触させます。酸素ボンベに2.8〜3.0 MPaの圧力で酸素を充填し、5分間放置して空気を排出し、空気の残留がないことを確認します。
点火と燃焼：酸素ボンベを熱量計の内筒に入れ、2000 gの蒸留水を加え、攪拌と温度収集を開始します。点火し、水温の変化（初期期間、主期間、最終期間）を記録し、主期間中の最高温度点を取得します。燃焼後、酸素ボンベに未燃焼の残留物がないことを確認します。そうでない場合は、テストを繰り返す必要があります。
実験結果
この実験は、GB/T 384-2025規格に厳密に準拠しています。石炭サンプルの測定正味発熱量は17,780.83 J/g（4247.6 kcal/kg）であり、良好な再現性と信頼性の高いデータが得られました。