冷却校正值的重要性及计算公式

冷却校正值是使用恒温式热量计测定发热量的一项重要的校正值，它直接关系到发热量测定结果的准确性。

1.冷却校正值的含义

用恒温式热量计测定发热量的过程中，它的内、外筒水温之间始终存在着一定的温差，此差值随时间的改变而改变。在一般情况下，点火前内筒温度总是低于外筒温度，这时内筒是吸热的；但在点火以后，随着试样热量的释放，内筒水温升高，它将越过吸热与散热的分界线而高于外筒温度，此时内筒是散热的。

为了消除内、外筒的热交换对温升的影响，就必须对内筒温升加上一校正值，称为冷却校正值，通常用符号C表示。冷却校正值的含义，就是主期中内筒温度由于散热影响所造成的温度降。在发热量测定主期，内筒从吸热转为散热，而冷却校正值就是由这两部分热交换所引起的，因此它在数值上也就有正负之分。在绝大多数情况下，测定主期内筒散热量往往大于吸热量，从而表现为主期温升偏低。

为了消除内、外筒的热交换对发热量测定结果的影响，应该对所观测的温升值tn-t0加上冷却校正值C。

不考虑冷却校正，发热量Q为

考虑冷却校正，则发热量Q为

对于绝热式热量计，由于内、外筒温度之间不存在热交换，因此冷却校正值C=0。

2.冷却校正值的计算

冷却校正值的计算公式很多，最常用的为本特（Bunte）公式、国标公式及瑞—方（Regnault.Pfaundler）公式。上述公式各具特点，而其中瑞—方公式被认为最为准确的一个计算公式，它可以作为检验其他计算公式准确性的依据。

冷却校正值计算的理论基础是牛顿冷却定律，即一个物体的冷却速度与该物体的温度和其所处环境温度tj之差成正比，即

式中 k——热量计冷却常数，min-1。

对于热量计，还应考虑搅拌热等各种产生热效应的因素，因此对式（5-13）还需加以修正，即加上一个常数项A

式中 A——热量计综合常数，℃/min。

上述三种冷却校正值计算公式所依据的理论基础均是牛顿冷却定律，所不同的是计算方法不同。

本特公式与瑞—方公式，将测热全过程分为三个阶段，即初期、主期与末期。而国标公式免除了三段法，缩短了试验时间。下面对如何应用上述公式做进一步说明。

（1）本特公式。本特公式计算冷却校正值C，其数学表达形式为

式中 v0——初期内筒降温速度，℃/0.5min；

vn——末期内筒降温速度，℃/0.5min；

m——升温速度大于或等于0.3℃的半分钟数，第一个半分钟不论快慢均应计入m中，若升温速度均小于0.3℃，则选取m=4；

n——点火到终点的半分钟数。

由本特公式可知，v0越小，即初期内筒温度上升越快（由于v0取负号，因此其绝对值越大），则表示吸热越多，冷却校正值相对较小。vn越大，则意味着末期内筒温度下降越快，散热越多，冷却校正值自然越大。该公式计算准确性不及瑞—方公式，其计算结果有稍许偏高的倾向。

（2）国标公式。国标公式对冷却校正值C的计算为(www.xing528.com)

式中 n——由点火到终点的持续时间，min；

v0——在点火时内、外筒温差影响下造成的内筒降温速度，℃/min；

vn——在终点时内、外筒温差影响下造成的内筒降温速度，℃/min；

a——当Δ/Δ1＇40〞≤1.20时，a=Δ/Δ1＇40〞-0.10；当Δ/Δ1＇40〞＞1.20时，a=Δ/Δ1＇40〞，其中，Δ=tn-t0，Δ1＇40〞为点火后1＇40〞时的温升（Δ1＇40〞=t1＇40〞-t0）。

根据点火时和终点时内、外筒温差（t0-tj）和（tn-tj），从v-（t-tj）关系曲线中查出v0和vn（参见GB/T213—2008《煤的发热量测定方法》），或者根据预先标定出的冷却常数k、综合常数A值计算出v0及v，即

式中 k——热量计冷却常数，min-1；

A——热量计综合常数，℃/min；

tj——外筒温度，℃；

t0——点火温度，℃；

tn——终点温度，℃。

国标公式的计算过程比本特公式麻烦，其准确度同样不及瑞—方公式。

（3）瑞—方公式。该公式的最大特点是准确性高，国际标准及不少国家标准中均应用此公式计算冷却校正值，我国计量检定规程中也规定用瑞—方公式计算冷却校正值，即

式中 C——冷却校正值，℃；

v0——初期内筒降温速度，℃/min；

vn——末期内筒降温速度，℃/min；

——初期的平均温度，℃；

——末期的平均温度，℃；

t0——点火温度，℃；

tn——终点温度，℃；

n——主期持续时间，min；

——主期中从第一次温度到n-1次温度之总和，℃。

瑞—方公式的最大不足在于计算过程麻烦。然而现在普遍采用微机热量计，冷却校正值由微机计算而得，因此计算过程得以简化。目前，国产的各种微机热量计对冷却校正值计算公式均可在本特公式、国标公式及瑞—方公式中任选。在电力系统中，选用瑞—方公式者较多。