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煤樣的密度測試

煤樣的密度測試

發(fā)布日期：2013-07-30 來源：貝士德儀器 點(diǎn)擊量：2748

摘要：用氣體密度儀方法，分別以氫氣，氦氣和氫+氦混合氣體作介質(zhì)對八個阿崗煤樣進(jìn)行了密度測試。測得的密度結(jié)果表明：煤的氫介密度值和氦介質(zhì)密度值之間存在顯著差異。即氫介質(zhì)密度明顯高于氦介密度，原因是氫在煤的表面（中）有吸附/吸收作用。氫氣的吸附系數(shù)隨煤樣碳含量的增加而增高。根據(jù)用H2-He（氫+氦）混合氣體測得的密度值隨測試介質(zhì)中氫的分壓的變化曲線，用外推法求得了煤樣的真密度值，這種外推真密度與用純氦介質(zhì)測得的密度數(shù)據(jù)非常接近。通過對煤中礦物質(zhì)進(jìn)行校正求得了煤有機(jī)質(zhì)的密度。煤有機(jī)質(zhì)的密度與煤階相關(guān)，從年輕煤開始，有機(jī)質(zhì)密度隨碳含量增加而減小，到碳含量達(dá)82%左右時達(dá)到一個極小值，隨后，煤有機(jī)質(zhì)密度隨著碳含量的增加而增大。

一．前言
    用氣體密度儀測定煤樣密度的原理是基于測定已知質(zhì)量（重量）的煤樣在一個已知體積的樣品室中所占的體積。樣品室中不被樣品所占的體積是通過監(jiān)測樣品室中的氣體介質(zhì)在向第二個已知體積的膨脹室（參比室）膨脹時的壓力變化來測量的。對于含有大量孔隙的煤樣而言，密度的測試及依賴于測試介質(zhì)氣體的性質(zhì)也和煤的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)有關(guān)。介質(zhì)氣體分子的大小，它對樣品的吸附/吸收特性和煤的孔空隙結(jié)構(gòu)都是影響測試的重要因素。理想的用于煤的真密度測試的氣體介質(zhì)分子應(yīng)對煤樣沒有吸附/吸收作用，而且能夠進(jìn)入所有的孔隙體積。
    氦分子是最小的球狀分子。氫分子是最小的線狀和圓柱形分子。氫分子的動力學(xué)直徑大于氦分子，但是其垂直于圓柱軸的截面積小于氦分子的截面積。這兩種分子都具有很強(qiáng)的進(jìn)入孔隙的能力，氫分子可能比氦分子更易進(jìn)入煤的孔隙。初步的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：用氣體密度儀采用氫作為測試介質(zhì)測得的煤樣的密度明顯地大于氦密度。氫密度和氦密度的明顯差異，一種可能是由于氫具有比氦更高的進(jìn)入孔隙的能力，假如在這種情況下，氫介質(zhì)測定的密度將是煤樣的真密度；另一種可能原因是氫氣分子對煤樣有吸附/吸收作用，如果是這種情況，煤的氫密度將是錯誤的，就不是煤樣的真密度。如果氦分子比氫分子有更強(qiáng)的進(jìn)入孔隙的能力，而煤的氫密度值又高于氦密度值，那么，就只能解釋為氫分子對煤樣有吸附作用。在本研究中采用氫-氦混合氣體（49.13%H2 + 50.87%的He）作測試介質(zhì)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，以探索研究這幾種可能性。
    本文中，作者報道了用氣體密度儀方法，分別以H2氣、He（氦）氣和H2+He混合氣體為介質(zhì)對8個阿崗煤樣的密度測試結(jié)果。對氫密度明顯高于氦密度的問題進(jìn)行了討論。

煤樣的密度測試

發(fā)布日期：2021-04-11; 瀏覽量：2748

摘要：用氣體密度儀方法，分別以氫氣，氦氣和氫+氦混合氣體作介質(zhì)對八個阿崗煤樣進(jìn)行了密度測試。測得的密度結(jié)果表明：煤的氫介密度值和氦介質(zhì)密度值之間存在顯著差異。即氫介質(zhì)密度明顯高于氦介密度，原因是氫在煤的表面（中）有吸附/吸收作用。氫氣的吸附系數(shù)隨煤樣碳含量的增加而增高。根據(jù)用H2-He（氫+氦）混合氣體測得的密度值隨測試介質(zhì)中氫的分壓的變化曲線，用外推法求得了煤樣的真密度值，這種外推真密度與用純氦介質(zhì)測得的密度數(shù)據(jù)非常接近。通過對煤中礦物質(zhì)進(jìn)行校正求得了煤有機(jī)質(zhì)的密度。煤有機(jī)質(zhì)的密度與煤階相關(guān)，從年輕煤開始，有機(jī)質(zhì)密度隨碳含量增加而減小，到碳含量達(dá)82%左右時達(dá)到一個極小值，隨后，煤有機(jī)質(zhì)密度隨著碳含量的增加而增大。

一．前言
    用氣體密度儀測定煤樣密度的原理是基于測定已知質(zhì)量（重量）的煤樣在一個已知體積的樣品室中所占的體積。樣品室中不被樣品所占的體積是通過監(jiān)測樣品室中的氣體介質(zhì)在向第二個已知體積的膨脹室（參比室）膨脹時的壓力變化來測量的。對于含有大量孔隙的煤樣而言，密度的測試及依賴于測試介質(zhì)氣體的性質(zhì)也和煤的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)有關(guān)。介質(zhì)氣體分子的大小，它對樣品的吸附/吸收特性和煤的孔空隙結(jié)構(gòu)都是影響測試的重要因素。理想的用于煤的真密度測試的氣體介質(zhì)分子應(yīng)對煤樣沒有吸附/吸收作用，而且能夠進(jìn)入所有的孔隙體積。
    氦分子是最小的球狀分子。氫分子是最小的線狀和圓柱形分子。氫分子的動力學(xué)直徑大于氦分子，但是其垂直于圓柱軸的截面積小于氦分子的截面積。這兩種分子都具有很強(qiáng)的進(jìn)入孔隙的能力，氫分子可能比氦分子更易進(jìn)入煤的孔隙。初步的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：用氣體密度儀采用氫作為測試介質(zhì)測得的煤樣的密度明顯地大于氦密度。氫密度和氦密度的明顯差異，一種可能是由于氫具有比氦更高的進(jìn)入孔隙的能力，假如在這種情況下，氫介質(zhì)測定的密度將是煤樣的真密度；另一種可能原因是氫氣分子對煤樣有吸附/吸收作用，如果是這種情況，煤的氫密度將是錯誤的，就不是煤樣的真密度。如果氦分子比氫分子有更強(qiáng)的進(jìn)入孔隙的能力，而煤的氫密度值又高于氦密度值，那么，就只能解釋為氫分子對煤樣有吸附作用。在本研究中采用氫-氦混合氣體（49.13%H2 + 50.87%的He）作測試介質(zhì)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，以探索研究這幾種可能性。
    本文中，作者報道了用氣體密度儀方法，分別以H2氣、He（氦）氣和H2+He混合氣體為介質(zhì)對8個阿崗煤樣的密度測試結(jié)果。對氫密度明顯高于氦密度的問題進(jìn)行了討論。