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Kalorimetrische Messungen
5.1 Brennwertbestimmung
In einem Kalorimeter finden Verbrennungen un-
ter definierten Bedingungen statt. Hierzu wird
das Aufschlussgefäß mit einer abgewogenen
Brennstoffprobe beschickt, die Brennstoffprobe
gezündet und die Temperaturerhöhung des Kalo-
rimetersystems gemessen. Der spezifische Brenn-
wert der Probe berechnet sich zu:
Ho = (C * DT - QFremd1 - QFremd2) / m
m
Gewicht der Brennstoffprobe
C
Wärmekapazität (C-Wert) des Kalorimetersystems
DT
Berechnete Temperaturerhöhung des Wassers im
Innenkessel der Messzelle
QFremd1
Korrekturwert für die Wärmeenergie, die aus
dem Baumwollfaden als Zündhilfe herrührt
QFremd2
Korrekturwert für die Wärmeenergie aus zusätzli-
chen Brennhilfsmitteln
Das Aufschlussgefäß muss mit reinem Sauerstoff
(99,95 %) gefüllt werden. Der Druck der Sau-
erstoffatmosphäre im Aufschlussgefäß beträgt
max. 30 bar. Formel (1) für den Brennwertes ei-
nes Stoffes setzt voraus, dass die Verbrennung
unter genau definierten Bedingungen abläuft.
Die einschlägigen Normen gehen von folgenden
Annahmen aus:
• Die Temperatur des Brennstoffes und seiner
Verbrennungsprodukte beträgt 25°C.
• Das vor dem Verbrennen im Brennstoff ent-
haltene Wasser und das beim Verbrennen der
wasserstoffhaltigen Verbindungen des Brenn-
stoffes gebildete Wasser liegt nach der Ver-
brennung im flüssigen Zustand vor.
• Eine Oxidation des Luftstickstoffs hat nicht
stattgefunden.
• Die gasförmigen Produkte nach der Verbren-
nung bestehen aus Sauerstoff, Stickstoff, Koh-
lendioxid und Schwefeldioxid.
• Es können sich feste Stoffe bilden (z. B. Asche).
Oft entstehen allerdings nicht nur die Verbren-
nungsprodukte, von denen die Normen aus-
gehen. In solchen Fällen sind Analysen an der
Brennstoffprobe und den Verbrennungsproduk-
ten notwendig, die Daten für eine Korrekturrech-
nung liefern. Der Norm-Brennwert wird dann
aus dem gemessenen Brennwert und den Ana-
lysendaten ermittelt. Der Heizwert Hu ist gleich
dem Brennwert, vermindert um die Kondensa-
tionsenergie des im Brennstoff enthaltenen und
durch die Verbrennung gebildeten Wassers. Der
(1)
Heizwert ist die technisch wichtigere Größe, da in
allen wichtigen, technischen Anwendungen nur
der Heizwert energetisch ausgewertet werden
kann.
Die kompletten Berechnungsgrundlagen für
Brenn- und Heizwert entnehmen Sie den ein-
schlägigen Normen (z. B.: DIN 51 900; ASTM D
240; ASTM D 5865..). Sie sind auch in der Kalori-
metersoftware CalWin enthalten.
5.2 Korrekturen
Systembedingt entsteht bei einem Verbrennungs-
versuch nicht nur die Verbrennungswärme der
Probe, sondern auch Wärme durch Fremdenergie
(QFremd).
Diese kann im Verhältnis zur Wärmemenge der
Brennstoffprobe erheblich schwanken.
Die Verbrennungswärme des Baumwollfadens,
der die Probe zündet, und die elektrische Zünd-
energie würden die Messung verfälschen. In der
Berechnung wird dieser Einfluss mit einem Kor-
rekturwert berücksichtigt.
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