生物质成型燃料热值的不确定度评估
摘要：生物质成型燃料是一种环保燃料，具有热值高、燃烧充分的特点。实验根据JJG672-2001《氢弹热量计检定规程》对生物质成型燃料进行测定，通过对不确定度的分析和评定，找出实验的主要影响因素，为进一步提高实验精确度和精密度提供了依据。
我国农作物秸秆资源丰富，可手机秸秆总量达每年6.87亿吨，约2.15吨秸秆被直接焚烧，产生的废气和细小颗粒物对环境造成严重的影响，由煤炭和农作物燃烧的颗粒物占中国大气颗粒物污染的30％。
生物质成型燃料使用专门设备将秸秆、稻壳等农林业废弃物加压制成的高密度固体燃料，具有成本低廉、热值高、燃烧充分等特点。衡量生物质成型燃料质量优劣的重要参数是其热值。热值高，代表单位(如：1kg)的物质释放出的能量高。笔者实验严格按照仪器的检定规程操作，介绍1种评定生物质成型燃料热值不确定度的定的方法。
1不确定度分析实验方法
1.1仪器设备及方法
1)方法：参照JJG672-2001《氢弹热量计检定规程》进行测量；2)仪器设备：IKA量热仪，型号：C5000；3)环境条件：温度为20℃±3℃，温度波动不大于±0.5℃，湿度≤60％；4)测试样品：片状苯甲酸标准物质，热值为26420，购买于中国测试技术研究院；生物质成型燃料，购于某公司；5)测量过程：取1片苯甲酸片剂，准确称量后放置在坩埚内，将引燃用的棉线系在电机柱上，并用苯甲酸片将其压住以保证充分燃烧。在氢弹内加入10mL蒸馏水，用于计算燃料的低位热值。按照热量计操作程序进行热值热量，从仪器显示屏上读取热值，并用苯甲酸值对仪器进行校准。用同样的方法对生物质成型燃料进行测量，测量结束后检查坩埚内是否燃烧完全，若坩埚内燃烧余炽呈颗粒状，则本次实验失败，其测量值不计人实验结果。将氢弹内的液体用标准碱进行滴定。
1.2数学模型
数学模型见公式(1)：
2不确定度分量的识别和判定
2.1不确定度分量的识别
按照沼液测定的过程，分析得知不确定度来源于以下4方面：1)热容量校准引入的不确定度；2)苯甲酸标准物质引入的不确定度；3)电子天平引入的不确定度；4)人员误差。
2.1.1热容量校准引入的不确定度
为保证实验的准确性，重复测量标准物质5次，实验结果见表1。
人员引入的称量误差为：Urel4=8.34×10-5。
2.2测量总不确定度和扩展不确定度
2.2.1总不确定度
如文中分析，测量过程中不确定度来源包括以下部分：1)水样重复测定的不确定度；2)分度吸管带入的不确定度；3)培养液体积测量的不确定度。因此，合成相对标准不确定度为公式(6)：
3不确定度报告
笔者通过对生物质成型燃料不确定度的评定，得到置信区间为95％的相对扩展不确定度为Urel95/％为26.12J·g-1。
参考文献：
[1]毕于运，田宜水，王亚静，等.中国秸秆资源量估算[J].农业工程学报，2009，25(12)：211—217.
[2]国家质量监督检验检疫总局.JJG-2006中华人民共和国计量检定规程[M].北京：中国计量出版社，2006：126—128.
[3]中国实验室国家认可委员会.化学分析中不确定度的评估指南[M].北京：中国计量出版社，2002：1277—1279.
[4]JJF1059—1999[s]，测量不确定度评定与表示.
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