中南大學(xué)本生燈法測量火焰?zhèn)鞑ニ俣仍囼炛笇?dǎo)書

1、RQYY-3本生燈法測量火焰?zhèn)鞑ニ俣葘嶒炛笇?dǎo)書中南大學(xué)能源科學(xué)與工程學(xué)院二0一一年四月本生燈法測量火焰?zhèn)鞑ニ俣葘嶒炛笇?dǎo)書一、實驗?zāi)康? .了解本生燈的工作原理和結(jié)構(gòu)構(gòu)成，觀察火焰結(jié)構(gòu)，鞏固火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊母拍睢? .測定液化石油氣的層流火焰?zhèn)鞑ニ俣?，掌握本生燈法測量火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊脑砗头椒ā? .測定不同燃料百分?jǐn)?shù)下火焰?zhèn)鞑ニ俣?，掌握不同油氣比對火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊挠绊?，二、實驗原理層流火焰?zhèn)鞑ニ俣仁侨剂先紵幕緟?shù)。測量火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊姆椒ê芏啵驹囼炑b置是用動力法即本生燈法進(jìn)行測定。正常法向火焰?zhèn)鞑ニ俣榷x為在垂直于層流火焰前沿面方向上火焰前沿面相對于未燃混合氣的運動速度。在穩(wěn)定的Bensun火焰

2、中，內(nèi)錐面是層流預(yù)混火焰前沿面。在此面上某一點處，混合氣流的法向分速度與未燃混合氣流的運動速度即法向火焰?zhèn)鞑ニ俣认嗥胶猓@樣才能保持燃燒前沿面在法線方向上的燃燒速度（圖1）,即圖1火始傳播速度測試原理u0ussin式中：us混合氣的流速（cm/s）;a火焰錐角的一半。或u01000qvcm/s022r.rh式中：qv混合氣的體積流量（L/s）;h火焰內(nèi)錐高度（cm）;r噴口半徑（cm）10單位換算系數(shù)U0的計算式。上式是使用本生燈火焰高度法測定可燃混合氣體的層流火焰?zhèn)鞑ニ俣仍谖覀兊膶嶒炛校扇蓟旌蠚怏w的流量qv是用浮子流量計分別測定燃?xì)馀c空氣的單位體積流量而得到的，內(nèi)錐焰面底部圓的半徑r可取本

3、生燈噴口半徑；內(nèi)焰錐高度h可由測高尺測量。三、實驗內(nèi)容利用火焰試驗系統(tǒng)，調(diào)節(jié)預(yù)混空氣調(diào)節(jié)閥，觀測預(yù)混火焰的回火和脫火等現(xiàn)象。利用本生燈火焰試驗系統(tǒng)，調(diào)節(jié)預(yù)混空氣調(diào)節(jié)閥，觀測本生燈火焰的內(nèi)、外火焰鋒面。按照生燈法測量火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊脑砗头椒ǎ瑴y定不同空氣消耗系數(shù)時的火焰?zhèn)鞑ニ俣?，從而繪制得到火焰?zhèn)鞑ニ俣扰c空氣消耗系數(shù)的關(guān)系曲線。四、實驗設(shè)備結(jié)構(gòu)實驗臺由本生燈、旋渦氣泵、浮子氣體流量計、測高尺等組成。旋渦氣泵產(chǎn)生的空氣通過瀉流閥、穩(wěn)壓罐、濕式氣體流量計、調(diào)壓閥后進(jìn)入本生燈，燃?xì)饨?jīng)減壓器、浮子氣體流量計、防回火器、調(diào)壓閥后進(jìn)入本生燈與空氣預(yù)混合，點燃后通過測量內(nèi)焰錐高度計算火焰的傳播速度。如圖2所示

4、。圖2本生打求舲蕓直五、實驗步驟1、啟動旋渦氣泵，調(diào)節(jié)風(fēng)量使空氣流量約為0.56m3/h,表壓為kPa。2、開啟燃?xì)忾y，調(diào)整燃?xì)饬髁考s為24L/h,表壓為kPa。3、使用點火槍在本生燈管口點燃預(yù)混氣體。由以上燃?xì)饬髁?，粗略估算出一次空氣系?shù)n約為、時的空氣流量（可取、0.44m3/h）。4、緩慢調(diào)節(jié)空氣流量，使空氣消耗系數(shù)1=1。當(dāng)火焰穩(wěn)定后，觀察火焰外形、顏色，記錄燃?xì)馀c空氣的體積流量和壓力，由測尺測出火焰內(nèi)錐高度（從火焰底部，即噴口出口斷面處到內(nèi)錐頂部間的距離）。為減少測量誤差，對每種情況最好測三次，然后取平均值。5、選擇n為、時的空氣流量進(jìn)行相同的實驗操作。6、記錄室溫和當(dāng)前大氣壓力。7

5、、關(guān)閉甲烷和壓縮空氣閥門。8、實驗結(jié)束。六、數(shù)據(jù)處理1 .根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程式（等溫），將燃?xì)夂涂諝鉁y量流量（為20C,101325Pa時的值）換算成實驗條件下噴管內(nèi)的流量值，然后計算出混合氣的總流量，求出可燃混合氣在管內(nèi)的流速us,并求出空氣消耗系數(shù)。2 .計算出火焰?zhèn)鞑ニ俣萿o,將有關(guān)數(shù)據(jù)填入表內(nèi)。七、實驗報告要求1、填入記錄數(shù)據(jù)并計算噴管口半徑：cm室溫:C當(dāng)?shù)卮髿鈮海簁Pa號燃?xì)鉁y.量值序L/h空氣測量值m3/h折算流量L/h總流量qv(L/s)空氣消耗系數(shù)i氣流出口速度Us(cm/s)火焰?zhèn)鞑ニ俣萓0(cm/s)火焰高度(cm)壓力流量壓力流量燃?xì)饪諝?123二的F2123為F31

6、23F4123F5123一F6n123二F均2、思考題(1)為什么用本生燈裝置可用來測量層流燃燒速度(2)應(yīng)選定Bensun火焰的哪個面為火焰前沿面為什么u0n曲線圖。(3)數(shù)據(jù)整理后，畫出層流火焰?zhèn)鞑ニ俣入S空氣消耗系數(shù)變化的3、數(shù)據(jù)誤差分析并加以說明。附錄不同濃度下的甲烷層流火焰?zhèn)鞑ニ俣葘嶒炛担▍⒖迹嶒灤螖?shù)123456燃?xì)怏w積流量（L/s）空氣體積流量（L/s）.一次空氣系數(shù)n錐狀內(nèi)久!高度cm層流火久!速度u0（cm/s）233332605721液化石油氣知識（來源于網(wǎng)上）液化石油氣是煉油廠在進(jìn)行原油催化裂解與熱裂解時所得到的副產(chǎn)品。催化裂解氣的主要成份如下（：氫氣56、甲烷10、乙烷3

7、5、乙烯3、丙烷1620、丙烯611、丁烷4246、丁烯56,含5個碳原子以上的煌類512。這些碳?xì)浠衔锒既菀滓夯?，將它們壓縮到只占原體積的1/2501/33,貯存于耐高壓的鋼罐中，使用時擰開液化氣罐的閥門，可燃性的碳?xì)浠衔餁怏w就會通過管道進(jìn)入燃燒器。點燃后形成淡藍(lán)色火焰，燃燒過程中產(chǎn)生大量熱（發(fā)熱值約為92100kJ/m3121400kJ/m3）。并可根據(jù)需要，調(diào)整火力，使用起來既方便又衛(wèi)生。液化石油氣雖然使用方便，但也有不安全的隱患。萬一管道漏氣或閥門未關(guān)嚴(yán)，液化石油氣向室內(nèi)擴散，當(dāng)含量達(dá)到爆炸極限（%。10%時，遇到火星或電火花就會發(fā)生爆炸。為了提醒人們及時發(fā)現(xiàn)液化氣是否泄漏，加工廠常向液化氣中混入少量有惡臭味的硫醇或硫醛類化合物。一旦有液化氣泄漏，立即聞到這種氣味。而采取應(yīng)急措施。取實驗用液化石油氣成份為：H25;CH10;C2H64;C2Hk3;GH20;GH67;GHw45;CH6