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Die kalorimetrische Standardprozedur
Brennwertbestimmungen
Versuchsbedingungen
In einem Kalorimeter finden Verbrennungen
unter
Hierzu wird das IKA
isoperibol mit einer abgewogenen Brennstoffprobe
beschickt, die Brennstoffprobe gezündet und
die Temperaturerhöhung im Kalorimetersystem
gemessen.
Der spezifische Brennwert der Probe berechnet
sich aus:
• Gewicht der Brennstoffprobe
• Wärmekapazität des Kalorimetersystems (C-Wert)
• Temperaturerhöhung des Wassers im Kalorimeter-
system
Für eine vollständige Verbrennung wird das
Aufschlussgefäß
mit reinem Sauerstoff (Qualität 3.5) gefüllt.
Der Druck der Sauerstoffatmosphäre im
Aufschlussgefäß ist auf 30 bar einzustellen
(max. möglich sind 40 bar). Die exakte
Bestimmung des Brennwertes eines Stoffes
setzt voraus, dass die Verbrennung unter
genau definierten Bedingungen abläuft. Die
einschlägigen Normen gehen von folgenden
Annahmen aus:
• Die Temperatur des Brennstoffes vor dem
Verbrennen beträgt abhängig von der eingestellten
Start-Temperatur zwischen 20 °C und 30 °C.
• Das vor dem Verbrennen im Brennstoff
enthaltene Wasser und das beim Verbrennen
der
wasserstoffhaltigen
Brennstoffes gebildete Wasser liegt nach der
Verbrennung im flüssigen Zustand vor.
• Eine Oxidation des Luftstickstoffs hat nicht
stattgefunden.
Die gasförmigen Produkte nach der Verbrennung
bestehen
Stickstoff, Kohlendioxid, Schwefeldioxid und den
Oxidationsprodukten der Probe.
• Es können sich feste Stoffe bilden (z.B. Asche).
Oft
entstehen
Verbrennungsprodukte, von denen die Normen
22
definierten
Bedingungen
C 6000 global standards/
®
des
Kalorimetersystems
Verbindungen
unter
anderem
aus
allerdings
nicht
ausgehen. In solchen Fällen sind Analysen an der
Brennstoffprobe und den Verbrennungsprodukten
statt.
notwendig, welche weitere Daten für eine
Korrekturrechnungen
Brennwert wird dann aus dem gemessenen
Brennwert und den Analysendaten ermittelt.
Der Brennwert Ho wird aus dem Quotient
der bei vollständiger Verbrennung eines festen
oder
flüssigen
Wärmemenge
Brennstoffprobe gebildet. Hierbei müssen die
wasserhaltigen Verbindungen des Brennstoffes
nach der Verbrennung in flüssigem Zustand
vorliegen.
Die Formel für den Brennwert ist
Ho = (CV * DT – Qext) / m
wobei
Ho
Brennwert
m
Masse der Probe
DT
Gemessener und korrigierter Temperatur-
anstieg
Qext Alle externen Energien, die aus dem
Zünddraht,
Brennhilfsmitteln und der Säurebildung
stammen
CV
C-Wert (Wärmekapazität) des Kalorimeters
bedeuten.
Der Heizwert Hu ist gleich dem Brennwert,
vermindert
des
des im Brennstoff enthaltenen und durch die
Verbrennung gebildeten Wassers.
Der Heizwert ist die technisch wichtigere Größe,
da in allen wichtigen, technischen Anwendungen
nur der Heizwert energetisch ausgewertet werden
kann.
Sauerstoff,
Die Berechnungsgrundlagen für Brenn- und
Heizwert entnehmen Sie den einschlägigen
Normen (z. B.: DIN 51 900; ASTM D 240;
ASTM D 1989, ISO 1928).
nur
die
liefern.
Der
Brennstoffes
freiwerdenden
und
dem
Gewicht
dem
Zündhilfsmittel,
um
die
Kondensationsenergie
Norm-
der
den
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