pimiПриборы и методы измеренийDevices and Methods of Measurements2220-95062414-0473BNTU10.21122/2220-9506-2016-7-1-123-125pimi-246Research ArticleМетоды измерений, контроля, диагностикиMethods of measurements, monitoring, diagnosticsМЕТРОЛОГИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ БОМБОВЫХ КАЛОРИМЕТРОВ В РЕАЛЬНЫХ УСЛОВИЯХ ЭКСПЛУАТАЦИИMETROLOGICAL PERFORMANCES OF BOMB CALORIMETERS AT REAL CONDITIONSМаксимукЮ. В.MaksimukYu. V.

Адрес для переписки: Максимук Ю.В. НИИ физико-химических проблем Белорусского государственного университета, ул. Ленинградская, 14, 220030, г. Минск, Беларусь e-mail: maksimuk@bsu.by

maksimuk@bsu.byАнтоноваЗ. А.AntonavaZ. A.maksimuk@bsu.byКрукВ. С.KroukV. S.maksimuk@bsu.byФеськоВ. В.Fes’koV. V.maksimuk@bsu.byКурсевичВ. Н.KursevichV. N.maksimuk@bsu.byСыщенкоА. Ф.SyshchankaA. F.maksimuk@bsu.byВасаренкоИ. В.VasarenkoI. V.maksimuk@bsu.byНИИ физико-химических проблем Белорусского государственного университетаБеларусьResearch Institute for Physical Chemical Problems of the Belarusian State UniversityBelarusБелорусский межвузовский центр, ЗАО, МинскБеларусьBMC JSC, MinskBelarus2016060620167195103Copyright © Максимук Ю.В., Антонова З.А., Крук В.С., Фесько В.В., Курсевич В.Н., Сыщенко А.Ф., Васаренко И.В., 20162016Максимук Ю.В., Антонова З.А., Крук В.С., Фесько В.В., Курсевич В.Н., Сыщенко А.Ф., Васаренко И.В.Maksimuk Y.V., Antonava Z.A., Krouk V.S., Fes’ko V.V., Kursevich V.N., Syshchanka A.F., Vasarenko I.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://pimi.bntu.by/jour/article/view/246

Наиболее распространенным средством измерения теплоты сгорания топлив являются бомбовые изопериболические калориметры с водяной оболочкой. Для обеспечения достоверности результатов измерений важна стабильная работа калориметров в реальных условиях. Цель работы – анализ устойчивости параметров калориметров к изменениям окружающей среды. В работе рассмотрено влияние температуры в помещении и условий теплообмена на метрологические характеристики двух моделей калориметров с различными степенями тепловой защиты: В-08МА и БИК 100. Для калориметров В-08МА установлено увеличение энергетического эквивалента на 0,1 % при росте температуры в помещении на каждые 5 °С. Чтобы использовать значение энергетического эквивалента во всем интервале допустимых в лабораториях температур (14–28 °С), следует корректировать величину энергетического эквивалента на 2,8 Дж/°C на каждый 1°С изменения температуры в помещении. Корректировка энергетического эквивалента потребуется, если величина поправки превысит пределы допускаемой погрешности его определения. Для калориметра БИК 100 не обнаружено зависимости энергетического эквивалента от температуры в помещении за счет реализации в конструкции термостатируемой крышки калориметра, высокой точности поддержания температуры оболочки и устойчивого теплообмена. Установлено, что среднее квадратичное отклонение константы охлаждения для всех калориметров прямо пропорционально среднеквадратичному отклонению энергетического эквивалента.

The high-usage measurement equipment for heat of combustion of organic fuels are bomb isoperibol calorimeters with a water thermostat. The stability of work of calorimeters at real conditions is important for maintenance of reliability of measurement results. The article purpose – the analysis of stability for parameters of calorimeters to environment changes. In this work influence room temperature (Тк) and heat exchange conditions on metrological characteristics of two models of calorimeters is considered with different degree of thermal protection: V-08МА and BIC 100. For calorimeters V-08МА the increase in a effective heat capacity (W) on 0,1 % by growth of Tк on everyone 5 °С is established. To use value W in all interval laboratory temperatures Tк = 14–28 °С it is necessary to correct W on 2,8 J/°C on everyone 1 °С changes of Tк. Updating W is required, if the correction exceeds error in determination W. For calorimeter BIC 100 it is not revealed dependences W from Tк. BIC 100 have constant-temperature cap, high stability a temperature in thermostat and stabilized heat exchange. It is established that an standard deviation of cooling constant for all calorimeters in direct proportional to standard deviation W. 

бомбовый калориметрэнергетический эквивалентконстанта охлажденияпоправка на теплообменbomb calorimetereffective heat capacitycooling constantheat leak correctionReferencesHandbook of Thermal Analysis and Calorimetry. Vol. 5. Recent Advances, Techniques and Applications / M.E. Brown and P.K Gallagher editors. – Elsevier, 2008. – 754 р.M.E. Brown and P.K Gallagher editors Handbook of Thermal Analysis and Calorimetry. Vol. 5. Recent Advances, Techniques and Applications, Elsevier, 2008, 754 р.Zielenkiewicz, W. Towards classification of calorimeters // Journal of Thermal Analysis and Calorimetry. – 2008. – Vol. 91, No. 2. – P. 663–671.Zielenkiewicz W. Towards classification of calorimeters. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, 2008, vol. 91, no. 2, pp. 663–671.Воробьев, Л.И. Бомбовые калориметры для определения теплоты сгорания топлива / Л.П. Воробьев, Т.Г. Грищенко, Л.В. Декуша // Инженерно-физический журнал. – 1997. – Т. 70, № 5. – С. 828–839.Vorob’yov L.I., Grishchenko T.G., Dekusha L.V. Review bomb calorimeters for determination of the specific combustion heat of fuels. Journal of Engineering Physics and Thermophysics, 1997, vol. 70, no. 5, pp 829–839.Корчагина, Е.Н. Современное состояние и тенденции развития калориметрии сжигания // Измерительная техника. – 1998. – № 11. – С. 49–54.Korchagina E.N. Present state and trends in the development of combustion calorimetry. Measurement Techniques, 1998, vol. 41, no. 11, pp. 1057–1064.Корчагина, Е.Н. Сравнительный анализ технических и метрологических характеристик бомбовых калориметров, применяемых в России / Е.Н. Корчагина, Е.В. Ермакова, В.И. Беляков // Измерительная техника. – 2011. – № 2. – С. 51–57.Korchagina E.N., Ermakova E.V., Belyakov V.I. A comparative analysis of the technical and metrological characteristics of bomb calorimeters used in Russia. Measurement Techniques, 2011, vol. 54, no. 2, pp. 186–193.Максимук, Ю.В. Метрологическое обеспечение измерений теплоты сгорания твердых и жидких топлив / Ю.В. Максимук, В.В. Фесько. И.В. Васарен ко, В.Г. Дубовик // Приборы и методы измерений. – 2014. – № 2. – С. 67–72.Maksimuk Yu.V., Fes’ko V.V., Vasarenko I.V., Dubovik V.G. [Metrological provision for measurements of calorific value of solid and liquid fuels]. Pribory i metody izmerenij [Devices and Methods of Measurements], 2014, no. 2, pp. 67–72 (in Russian).Корчагина, Е.Г. Исследование метрологических характеристик эталонных бензойных кислот марок К-1 и К-3 // Измерительная техника. – 2001. – № 11. – С. 44–47.Korchagina E.N. Metrological characteristics of K-1 and K-3 reference benzoic acids. Measurement Techniques, 2001, vol. 44, no. 11, pp. 1138–1142.Френкель, М.Л. Автоматизированный комплекс для определения энтальпий сгорания веществ / М.Л. Френкель, Г.В. Калер, В.В. Симирский, Г.Я. Кабо // Журнал физической химии. – 1989. – Т. 63, No. 8. – С. 2277–2279.Frenkel M.L., Kaler G.V., Simirsky V.V., Kabo G.J. [Automatized equipment for measurements of enthalpies of combustion conpounds]. Zhurnal fizicheskoj khimii [Journal Physical Chemistry], 1989, vol. 63, no. 8, pp. 2277–2279 (in Russian).Haloua, F. Uncertainty analysis of theoretical methods for adiabatic temperature rise determination in calorimetry / F. Haloua, B. Hay, E. Foulon // Journal of Thermal Analysis and Calorimetry. – 2013. – Vol. 111. – P. 985–994.Haloua F., Hay B., Foulon E. Uncertainty analysis of theoretical methods for adiabatic temperature rise determination in calorimetry. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, 2013, vol. 111, pp. 985–994.Воробьев, Л.И. О пространственной неравномерности тепловых полей в кондуктивном бомбовом калориметре / Л.П. Воробьев, Т.Г. Грищенко, Л.В. Декуша // Вестник Тамбовского государственного технического университета. – 2002. – Т. 8, № 1. – С. 113–119.Vorobyev L.I., Grischenko T.G., Dekusha L.V. [To space irragularity of heat patterns in conductive bomb calorimeter]. Vestnik Tambovskogo gosudarstvennogo universiteta, 2002, vol. 8, no. 1, pp. 113–119 (in Russian).Hässelbarth, W. Uncertainty evaluation for the adiabatic temperature rise in isoperibol calorimetry / W. Hässelbarth, J. Rauch, S.M. Sarge // Journal of Thermal Analysis and Calorimetry. – 2012. – Vol. 109. – P. 1597– 1617.Hässelbarth W., Rauch J., Sarge S.M. Uncertainty evaluation for the adiabatic temperature rise in isoperibol calorimetry. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, 2012, vol. 109, pp. 1597–1617.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.