ГОСТ Р 54191-2010 Биотопливо твердое. Определение насыпной плотности.

     ГОСТ Р 54191-2010

(ЕН 15103:2009)

Группа А19

 НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

 Биотопливо твердое

 ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАСЫПНОЙ ПЛОТНОСТИ

 Solid biofuels. Determination of bulk density

ОКС 75.160.10

ОКП 02 5149

Дата введения 2012-07-01

Предисловие

Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. N 184-ФЗ "О техническом регулировании", а правила применения национальных стандартов Российской Федерации - ГОСТ Р 1.0-2004 "Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения"

Сведения о стандарте

1 ПОДГОТОВЛЕН Федеральным государственным унитарным предприятием "Всероссийский научно-исследовательский центр стандартизации, информации и сертификации сырья, материалов и веществ" (ФГУП "ВНИЦСМВ") на основе собственного аутентичного перевода на русский язык стандарта, указанного в пункте 4

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 179 "Твердое минеральное топливо"

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 21 декабря 2010 г. N 963-ст

4 Настоящий стандарт является модифицированным по отношению к европейскому региональному стандарту ЕН 15103:2009

"Биотопливо твердое. Определение насыпной плотности" (EN 15103:2009 "Solid biofuels - Determination of bulk density") путем изменения отдельных фраз (слов, значений показателей, ссылок), которые выделены в тексте курсивом

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты", а текст изменений и поправок - в ежемесячно издаваемых информационных указателях "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет

 Введение

Насыпная плотность является одним из основных качественных параметров при поставках биотоплива по объему и вместе с теплотой сгорания определяет энергетическую ценность топлива. Исходя из величины насыпной плотности определяют условия хранения и транспортировки биотоплива. Настоящий стандарт устанавливает метод определения насыпной плотности твердого биотоплива.

Для определения насыпной плотности применяют контейнеры объемом 5 или 50 л. Настоящий стандарт не распространяется на некоторые виды биотоплива из-за ограниченного объема этих контейнеров, например на древесные поленья, неизмельченную кору, кипы биотоплива и большие брикеты. Насыпная плотность таких биотоплив может быть рассчитана по их массе и объему контейнеров или кузовов грузовых автомобилей, используемых для транспортировки.

Помещение для хранения твердого биотоплива выбирают в зависимости от требуемых условий хранения (например, высоты бурта, влажности помещения и др.).

В стандарте описан метод, включающий в себя определенное ударное воздействие на насыпанный материал. Предпочтительно проводить определения этим методом по нескольким причинам. Во-первых, происходит некоторое сокращение объема топлива из-за эффекта уплотнения материала, происходящего в процессе производственной цепочки. Этот эффект уплотнения объясняется главным образом тем, что топливо обычно транспортируется и/или складируется в контейнерах или силосах, которые намного больше, чем измерительный контейнер. Таким образом, на практике большая масса груза приводит к повышенному давлению груза и оседанию топлива, которое также может быть дополнительно усилено вибрациями во время транспортировки. Во-вторых, на практике при погрузке или разгрузке обычно используют большую высоту падения, чем при проведении анализа. В-третьих, материал уплотняется сильнее из-за увеличивающегося воздействия кинетической энергии падения частиц.

Метод с применением контролируемого удара позволяет наиболее достоверно определить насыпную плотность.

Это особенно актуально в том случае, когда масса доставляемого топлива должна быть оценена по объему загрузки автомобиля (в котором осуществляется транспортировка), что является единой процедурой во многих странах.

В приложении А приведены исследования о восприимчивости различных твердых биотоплив к ударным воздействиям. Данные показывают, что эффект уплотнения для топлива из биомассы составляет от 6% до 18%.

      1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на все виды твердого биотоплива с номинальным верхним размером кусков 100 мм и устанавливает метод определения насыпной плотности с использованием контейнера.

Насыпная плотность - величина непостоянная, поэтому условия ее определения должны быть стандартизированы для получения сравнительных результатов измерений.

Применения

1 Максимальный размер определяют как размер ячейки сита, через которую проходит не менее 95% от массы материала [1].

2 Насыпная плотность твердого биотоплива зависит от следующих параметров: вибрация, удары, давление, биологический распад, высыхание и увлажнение. Поэтому насыпная плотность биотоплива может изменяться в зависимости от различных условий его транспортировки, хранения и отгрузки.

      2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ Р 54186-2010 (ЕН 14774-1:2009) Биотопливо твердое. Определение содержания влаги высушиванием. Часть 1. Общая влага. Стандартный метод

ГОСТ Р 54187-2010 (CEN/TS 14779:2005) Биотопливо твердое. Отбор проб. Общие требования

ГОСТ Р 54192-2010 (ЕН 14774-2:2009) Биотопливо твердое. Определение содержания влаги высушиванием. Часть 2. Общая влага. Ускоренный метод

ГОСТ Р 54212-2010 (CEN/TS 14780:2005) Биотопливо твердое. Методы подготовки проб

ГОСТ Р 54217-2010 (CEN/TS 14778-1:2005) Биотопливо твердое. Отбор проб. Часть 1. Методы отбора проб

ГОСТ Р 54218-2010 (CEN/TS 14778-2:2005) Биотопливо твердое. Отбор проб. Часть 2. Методы отбора проб зернистых материалов, перевозимых грузовыми автомобилями

ГОСТ Р 54219-2010 (ЕН 14588:2010) Биотопливо твердое. Термины и определения

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодно издаваемому информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим ежемесячно издаваемым информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

      3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины и определения по ГОСТ Р 54219.

Примечание - В научно-технической литературе и в производственной практике в настоящее время наряду с термином "насыпная плотность" используют термин "плотность насыпной массы".

      4 Символы и обозначения

Обозначения, используемые в настоящем стандарте:

- насыпная плотность на рабочее состояние топлива, кг/м

;

- насыпная плотность в пересчете на сухое вещество, кг/м

;

- массовая доля общей влаги, % масс;

- масса пустого контейнера, кг;

- масса заполненного контейнера, кг;

- чистый объем контейнера, м

.

      5 Сущность метода

Пробу помещают в стандартный контейнер заданного размера и формы и затем взвешивают. Насыпную плотность рассчитывают по весу нетто стандартного объема и с учетом одновременно определенного содержания влаги.

      6 Оборудование и требования к нему

6.1 Стандартные контейнеры

6.1.1 Общие требования

Контейнер цилиндрической формы из ударопрочного материала с гладкой поверхностью, устойчивый к деформации для предотвращения изменений формы и объема, водонепроницаемый, с наружными захватами для облегчения работы и с соотношением высоты и диаметра в пределах от 1,25 до 1,50.

6.1.2 Большой контейнер

Большой контейнер объемом (50±1) л (допускаемое отклонение ±2% от номинального объема) с внутренним диаметром 360 мм и внутренней высотой 491 мм (см. рисунок 1). Отклонение от этих параметров допустимо, если соотношение высоты и диаметра соответствует 6.1.1.

Рисунок 1 - Измерительный контейнер (большой)

6.1.3 Малый контейнер

Малый контейнер объемом (5±0,1) л (допускаемое отклонение ±2% от номинального объема) с внутренним диаметром 167 мм и внутренней высотой 228 мм (см. рисунок 2). Отклонение от этих параметров допустимо, если соотношение высоты и диаметра соответствует 6.1.1.

Рисунок 2 - Измерительный контейнер (малый)

6.2 Весы

6.2.1 Весы 1

Весы с точностью взвешивания до 10 г при использовании больших контейнеров.

6.2.2 Весы 2

Весы с точностью взвешивания до 1 г при использовании малых контейнеров.

6.3 Брус

6.3.1 Брусок из древесины твердых пород длиной около 600 мм с поперечным сечением 50х50 мм для удаления излишка материала с поверхности контейнера.

6.3.2 Прочный брус из твердого дерева высотой 150 мм для определения высоты, с которой сбрасывают контейнер.

6.4 Деревянная доска

Плоская деревянная отшлифованная доска толщиной около 15 мм и достаточных размеров, чтобы контейнер свободно поместился на ней при сбрасывании.

      7 Отбор и подготовка проб

Отбор проб проводят по ГОСТ Р 54217 и ГОСТ Р 54218. При необходимости проба может быть разделена по ГОСТ Р 54212. Объем пробы должен превышать объем контейнера на 30%.

Примечание - Необходимо следить, чтобы влага испытуемой пробы была равномерно распределена внутри образца для предотвращения потери влаги.

      8 Проведение испытания

8.1 Определение объема контейнера

Перед использованием контейнера определяют его массу и объем. Взвешивают пустой, чистый и сухой контейнер на весах (см. 6.2.1, 6.2.2). Затем полностью заполняют контейнер водой и добавляют несколько капель смачивающего вещества (например, жидкое мыло) и снова взвешивают его. Вода должна иметь температуру 10-20

°

С. Затем рассчитывают объем контейнера (

) с учетом веса нетто воды и плотности воды 1000 кг/м

и записывают результат с точностью до 0,00001 м

для больших контейнеров и с точностью до 0,000001 м

для малых контейнеров.

Примечания

1 Влиянием температуры на плотность воды пренебрегают.

2 Объем контейнера должен регулярно контролироваться.

8.2 Выбор контейнера

Большие контейнеры (см. 6.2.1) используют для всех видов топлива, включенных в настоящий стандарт. Для топлива с номинальным верхним размером кусков до 12 мм и диаметром частиц, не превышающим 12 мм, применяют малый контейнер.

8.3 Проведение измерения

Измерения проводят следующим образом:

а) в контейнер засыпают образец материала с высоты от 200 мм до 300 мм над верхним краем контейнера, пока не образуется конус максимально возможной высоты.

Примечание - Перед использованием контейнера необходимо убедиться, что он сухой и чистый;

б) заполненный контейнер встряхивают для равномерного распределения материала. Для этого его сбрасывают с высоты от 150 мм на деревянную доску (см. 6.4), которую размещают на ровном жестком полу. Необходимо убедиться, что доска плотно прилегает к полу. При столкновении с доской контейнер должен находиться в вертикальном положении. Повторяют данную процедуру 2 раза. Затем заполняют пустое пространство в контейнере в соответствии с 8.3.

Примечание - Для правильного определения расстояния между доской и заполненным контейнером необходимо его поместить на высоту бруса в 150 мм (см. 6.3.2);

в) удаляют излишек материала с помощью небольшого бруска (см. 6.3.1) вращающими движениями по поверхности контейнера. Если образец из грубого материала и его частицы не дают бруску свободно двигаться, то их удаляют вручную. При удалении большого количества материала вновь заполняют пространство контейнера и вновь проводят процедуру удаления;

г) взвешивают контейнер;

д) смешивают использованный материал с неиспользованным и повторяют измерение по 8.3 а)-8.3 д) еще раз;

е) определяют массовую долю влаги в образце по ГОСТ Р 54186 и ГОСТ Р 54192 сразу после определения насыпной плотности.

      9 Обработка результатов

9.1 Насыпная плотность на рабочее состояние топлива

Насыпную плотность образца

, выраженную в кг/м

на рабочее состояние топлива, рассчитывают по формуле

.                                                   (1)

Результат каждого отдельного определения вычисляют и округляют до первого десятичного знака после запятой, а среднюю насыпную плотность - как среднеарифметическое значение насыпной плотности и округляют до 10 кг/м

.

9.2 Насыпная плотность в пересчете на сухое состояние топлива

Насыпную плотность образца

, выраженную в кг/м

на сухое состояние топлива, рассчитывают по формуле

.                                          (2)

Примечание - Формула (2) не учитывает усадку или расширение материала в зависимости от влажности волокон. Древесному топливу свойственно содержание влаги ниже точки насыщения волокон, которая составляет около 25% в зависимости от породы дерева. Поэтому корректное сравнение результатов измерений возможно только на образцах с аналогичным содержанием влаги. Если необходимо сравнить образцы с различным содержанием влаги и влажность хотя бы одного образца ниже точки насыщения волокна, то эффект набухания или усадки составляет порядка 0,7% изменения объема, связанного с отличием влажности образца от влажности точки насыщения волокна. Для сравнения измерений на образцах с аналогичным содержанием влаги может быть использован этот поправочный коэффициент.

      10 Протокол испытаний

Протокол испытаний должен содержать:

а) наименование лаборатории и дату проведения испытаний;

б) наименование продукции или образца для испытаний по ГОСТ Р 54187;

в) ссылку на настоящий стандарт;

г) описание размера используемого контейнера;

д) любое отклонение от стандарта;

е) условия, замечания и отклонения в ходе процедуры испытания, которые могут повлиять на его результат;

ж) результаты определения содержания влаги согласно 9.1 (обязательно) или 9.2 (желательно).

      11 Прецизионность

11.1 Повторяемость

Максимально допустимые расхождения между результатами измерений насыпной плотности

при доверительной вероятности

0,95

на сухое состояние топлива:

- для образцов с насыпной плотностью меньше 300 кг/м	3,0%;
- для образцов с насыпной плотностью, равной и большей 300 кг/м	2,0%.

Результаты двух параллельных определений (проведенных в течение краткого промежутка времени, но не одновременно), выполненных в одной и той же лаборатории одним исполнителем с использованием одной и той же аппаратуры на двух представительных образцах, взятых из одной и той же пробы для испытаний, не должны отличаться друг от друга более чем на значения, указанные в 11.1.

11.2 Воспроизводимость

Разность результатов двух параллельных определений насыпной плотности на сухое состояние топлива

при доверительной вероятности

0,95

, выполненных в двух различных лабораториях на представительных образцах, взятых из одной и той же пробы для испытаний, не должны отличаться друг от друга более чем на следующие значения:

- для образцов с насыпной плотностью меньше 300 кг/м	6,0%;
- для образцов с насыпной плотностью, равной и большей 300 кг/м	4,0%.

Приложение А

(справочное)

Относительное приращение определений насыпной плотности для твердого биотоплива. Применение метода с ударным воздействием в сравнении с безударным воздействием

Рисунок А.1 - Относительное отклонение неударного применения

Относительный эффект ударного воздействия по сравнению с неударным воздействием при определении насыпной плотности, приведенной для контейнера объемом 50 л, который был понижен в три раза до загрузки, выравнивания поверхности и взвешивания. Высокой насыпной плотностью считается плотность более 180 кг/м

, низкой насыпной плотностью - менее 180 кг/м

.

Приложение ДА

(справочное)

Сведения о соответствии ссылочных национальных стандартов европейским региональным стандартам и документам, использованным в качестве ссылочных в примененном европейском региональном стандарте

Таблица ДА.1

Библиография