熱量測定

材料の洞察のための熱の測定

熱量測定の爆発を表す、もうもうと立ち上がり泡立つ煙

熱量測定は、物理的および化学的反応中の熱移動を測定する科学である。これは材料の特性評価や化学分析のために重要な熱力学データを提供する。熱の吸収または放出を定量化することにより、熱量測定は、さまざまな材料が温度変化にどのように反応するか、燃料がどれだけのエネルギーを含んでいるか、そして特定の化学反応がどの程度安定しているかをエンジニアや科学者が理解するのに役立つ。.

実験室で熱量測定が使用されるのはなぜか

熱は変化の普遍的な指標である。物質が融解するにせよ、反応するにせよ、燃焼するにせよ、熱の出入りは分子レベルで何が起きているかを正確に明らかにしている。分光法のような技術が化合物が何であるかを特定するのに対し、熱量測定は化合物がどれだけのエネルギーを蓄積または放出するのかについての定量的データを提供する。これは、安全な化学プロセスの設計、燃料性能の最適化、および製品品質の保証にとって不可欠である。.

カロリー測定の主な利点

  • 直接エネルギー測定石炭、コークス、重油、バイオマスの発熱量を測定する最も正確な方法を提供する 
  • プロセス安全材料の熱安定性を特定し、製造や保管中の危険な暴走反応の防止に役立ちます。 
  • 材料評価相変態や化学反応が金属、高分子、および危険物の性能に与える影響を明らかにします。 
  • 業務効率化最新の機器分析により、高いスループットでの分析が可能になり、厳格なラボのワークフローのペースを維持するために数分で正確な結果を提供します

熱量は、熱重量測定(TGA)などの他の分析手法と組み合わせて使用​​される場合に最も強力です。TGAが試料加熱時の重量変化を追跡する一方で、熱量計はそれらの変化に伴うエネルギーを測定し、材料の包括的な「熱的指針(サーマル・フィンガープリント)」を提供します。.


オレンジから黒へのグラデーションヒートマップ

総発熱量の理解

燃料や材料のエネルギー潜在力を真に理解するため、科学者は総発熱量(GCV)、別名高位発熱量(HHV)を測定する。.  

これは、特定の量の物質が酸素が豊富な環境で完全に燃焼したときに放出される熱の総量です。総発熱量(GCV)には、サンプルに含まれる水分を蒸発させるために使用される熱を含め、放出されるすべてのエネルギーが考慮されます。.  

GCVを測定することで、研究室は以下のことが可能になります:

  • 燃料の品質を確認する石炭、バイオマス、または石油の出荷が契約の正確なエネルギー要件を満たしていることを確認する 
  • エネルギー密度を決定する材料が1グラムあたりどれだけの電力を供給できるかを正確に計算する 
  • 結果の標準化異なるエネルギー源を比較するための、一貫した世界共通の基準を提供する

熱量計はどのように使用されますか?

  • エネルギーおよび可燃性燃料熱量測定は、石炭、コークス、燃料油の発熱量を決定するためのゴールドスタンダード(最良の基準)です。これにより、供給業者と発電所が厳格なエネルギー仕様や契約要件を満たしていることが保証されます。. 
  • バッテリーとエネルギー貯蔵高性能バッテリーの需要が高まるにつれて、熱量測定はバッテリー材料の熱安定性を評価するために使用されています。これにより、研究者は充放電サイクル中の発熱を理解し、熱暴走を防ぐことができます。. 
  • 環境および廃棄物発電持続可能性の目標を支援するため、実験室では、バイオマスやごみ固形化燃料(RDF)のエネルギーポテンシャルを評価するために熱量測定が使用されます。また、廃棄物を安全に処分またはリサイクルするための特性評価にも不可欠です。. 
  • 冶金・材料科学航空宇宙や自動車などの産業において、熱量測定は特殊な合金やポリマーの熱特性の評価に役立ち、製造時や最終使用環境の熱に材料が耐えられることを確実にする。. 
  • 危険物と消防安全安全性クリティカルな産業では、発熱反応を特定するために熱流データが利用されます。これは火災ハザードの分析や、安定した化学物質の保管・輸送システムの設計において極めて重要です。.

等外壁熱量計

LECO熱量計は、アイソペリボル技術を用いて、業界最高水準の精度で総発熱量を測定するように設計されています。この方式では、燃焼容器は、一定温度を維持する制御された熱緩衝層に囲まれています。この安定した環境により、熱量測定反応中の熱量を正確に測定できると同時に、実験室内の外部環境変動からプロセスを保護することができます。. 

アイソペリボル熱量測定法は、他の手法と比較して、スピードと優れた安定性を両立させることで、実験室の処理能力を大幅に向上させます。高度なアルゴリズムを活用してこの保護された環境内の温度上昇を監視することで、これらの機器は数分で正確かつ自動化された測定結果を提供します。これにより、大量処理を行う施設は、従来の熱量測定に伴う長時間の待ち時間をなくし、厳格な品質および安全基準を維持することが可能になります。.


専門家とつながる