燃燒性能測定及氣體爆炸實驗

燃燒性能測定及氣體爆炸實驗1實驗內容著火點測試實驗可燃材料氧指數(shù)測定實驗氣體爆炸實驗著火點測試實驗

實驗目的

實驗原理

實驗儀器和材料

實驗操作方法

注意事項著火點測試實驗知識點回顧

可燃物在空氣或氧氣中燃燒，必須要達到該物質著火燃燒所需要的最低溫度，這個最低溫度叫做該物質的著火點。實驗目的（1）加深了解著火點的意義;（2）了解DW-02型點著溫度測定儀的組成；（3）掌握著火點測試實驗的基本原理；（4）掌握DW-02型點著溫度測定儀的使用方法。一、實驗目的

在一定溫度下,固體可燃物料會揮發(fā)或蒸發(fā)出一部分的可燃燒氣體或蒸汽,當溫度升高到某一數(shù)值時,揮發(fā)或蒸發(fā)出的可燃氣體或蒸汽的濃度足夠高,以致被明火點燃后能形成持續(xù)的火焰(>5s),則能出現(xiàn)這種現(xiàn)象的最低溫度即稱為著火點。著火點又稱燃點。對固體燃料來說，著火點的高低跟表面積的大小、組織的粗細、導熱系數(shù)的大小等都有關系，顆粒越細，表面積越大，著火點越低；導熱系數(shù)越小，著火點越低。對液體燃料和氣體燃料來說，火焰接觸它們的情況和外界壓強的大小也都有關系。二、實驗原理實驗使用DW-02型點著溫度測定儀進行，其主要技術指標如下：（1）爐溫：150℃～450℃之間任意一點溫度恒定不大于±2℃；（2）試樣粒度：制備成0.5～1.0mm；（3）試樣量：1g；（4）電源：220±10%V，50Hz；（5）溫度波動：≤±1.5℃。

三、實驗儀器及材料DW-02型點著溫度測定儀點火器打火機試樣包若干(事先制備,干燥木粉,0.5-1mm粒徑,天平稱量)鑷子漏斗手表/秒表手套實驗服護目鏡

三、實驗儀器及材料儀器調整（1）將對號插頭插入座內，合上總電源，按下電源開關，指示燈即亮，然后撥動“升溫←→降溫”手柄（在爐體側面），使其通風孔封閉（手柄在“升溫”位置）。（2）設定溫度：按出“降溫/升溫”按鈕，按下“設定/測量”按鈕，然后旋轉“溫度調節(jié)”旋鈕，觀察儀器面板上的數(shù)顯器（左上角）將溫度設定好后，再按出“設定/測量”按鈕，此時看到的看到的溫度值是實際爐體升溫的值，此時需要注意“設定/測量”按鈕應處于按出狀態(tài)。（3）爐體升溫至設定溫度后，恒溫5～10min(手表)即可進行試驗。（4）試驗結束時按下“降溫”按鈕，撥動“升溫←→降溫”手柄進行降溫，爐溫降到常溫下，工作人員方可離開試驗場所。

四、實驗操作方法實驗步驟（1）根據(jù)實驗裝置的調整步驟1～3，將實驗裝置調整到要求的狀態(tài)。（2）把銅錠爐加熱到預定溫度，并使之恒溫。（3）將裝有1g試樣的容器放入銅錠爐的孔中(漏斗)，蓋上蓋子（蓋子預先放在銅錠爐頂上加熱,鑷子），并起動秒表計時。（4）當觀察到有蒸氣揮發(fā)出時，將點火火焰(點火器+打火機)置于蓋的噴嘴上方2mm處晃動?；鹧骈L度10～15mm左右，如果在開始5min(手表)內，噴嘴上沒有（或有）連續(xù)5s(秒表)的火焰，則按“儀器調整”的要求，每次將爐溫升高（或降低）10℃，用新的試樣重新試驗，直到測得噴嘴上出現(xiàn)連續(xù)5s以上火焰時的最低溫度為止，并記錄此刻溫度。

四、實驗操作方法實驗步驟（續(xù)）（5）每個預定的溫度做三個試樣，若有兩個沒有5s以上的火焰，則將爐溫升高10℃，再做三個試樣，如有兩個出現(xiàn)5s以上火焰的最低溫度，將其修約到十位數(shù)，即為材料的點著溫度。（6）按“儀器調整”的要求（步驟4）,對實驗裝置進行降溫處理。

四、實驗操作方法設定溫度（恒溫5-10min）點火測試試樣準備干燥木粉φ0.5-1mm1g/包天平稱量3試樣手表計時5min內被點燃火焰持續(xù)5s+僅2試樣成功試驗結束3試樣成功失敗失敗溫度-10℃溫度+10℃記錄試驗現(xiàn)象是否否是否是否注：如果試驗出現(xiàn)反復震蕩現(xiàn)象，升高或降低溫度依次折半是實驗流程

四、實驗操作方法（1）點燃點火器時，注意安全，火焰長度不宜過長；

（2）添加試樣時，應使用工具，不可直接用手操作，以防燙傷;（3）實驗完畢后，及時關閉電源，爐溫降到常溫下，工作人員方可離開試驗場所。

五、注意事項試樣現(xiàn)象溫度123著火點測試7實驗數(shù)據(jù)記錄可燃材料氧指數(shù)測定實驗

實驗目的

實驗原理

實驗儀器和材料

實驗操作方法

注意事項可燃材料氧指數(shù)測定實驗

一、實驗目的⒈明確氧指數(shù)的定義及其用于評價高聚物材料相對燃燒性的原理；⒉了解HC-2型氧指數(shù)測定儀的結構和工作原理；⒊掌握運用HC-2型氧指數(shù)測定儀測定常見材料氧指數(shù)的基本方法；⒋評價常見材料的燃燒性能。氧指數(shù)（OxygenIndex），是指在規(guī)定的試驗條件下，試樣在氧氮混合氣流中，維持平穩(wěn)燃燒（即進行有焰燃燒）所需的最低氧氣濃度，以氧所占的體積百分數(shù)表示。

二、實驗原理把一定尺寸的試樣垂直夾持于透明燃燒筒內，向上通入一定比例的氧氮氣流。點著試樣的上端，記錄持續(xù)燃燒時間或燃燒過的距離，試樣的燃燒時間超過3min或火焰前沿超過50mm標線時，降低氧濃度；試樣的燃燒時間不足3min或火焰前沿不到標線時，增加氧濃度，如此反復操作，從上下兩側逐漸接近規(guī)定值，至兩者的濃度差小于0.5％。

二、實驗原理實驗儀器：HC-2型氧指數(shù)測定儀實驗材料：有機塑料圖1HC-2型氧指數(shù)測定儀外觀圖

三、實驗儀器及材料1：燃燒筒2：試樣夾3：點火器4：金屬網(wǎng)5：放玻璃珠的筒6：底座7：三通8：氣體混合器9：壓力表10：穩(wěn)壓閥11：轉子流量計12：調節(jié)閥13：燃燒著的試樣圖2氧指數(shù)測試裝置

三、實驗儀器及材料試樣的制作要求外觀要求：試樣表面清潔、平整光滑，無影響燃燒行為的缺陷，如氣泡、裂紋、飛邊、毛刺等。類別材料形狀寬/mm厚/mm長/mmA自支撐塑料6.5±0.53.0±0.570~150B軟載塑料6.5±0.52.0±0.570~150C泡沫塑料12.5±0.512.5±0.5125~150D薄膜或織物50±0.5自身厚度140±5

三、實驗儀器及材料⑴計算氧和氮的流量。燃燒柱內混合氣體流速（4±1cm/s），初始總流量為10L/min，再分別計算出不同比例氧和氮的流量。

四、實驗操作方法實驗內容與方法實驗內容與方法⑵取標準試樣10根，試樣一端50mm處劃線，將另一端垂直插入燃燒柱的內試樣夾中⑶選定試驗所需初始氧濃度。

四、實驗操作方法實驗內容與方法⑷開啟氧、氮鋼瓶閥門，調節(jié)減壓閥，壓力為0.2－0.3MPa。調節(jié)穩(wěn)定流速的氧、氮，轉子流量計的浮子調節(jié)至工作位置。HC-2型氧指數(shù)測定儀工作壓力0.1MPa。用調節(jié)好流量的氧氮混合氣沖洗燃燒筒至少30s。

四、實驗操作方法實驗內容與方法⑸點燃試樣。用點火器從試樣的頂部中間點燃，試樣頂端全部著火后，立即移去點火器。點燃試樣時，若在30s內不能點燃，則應增大氧濃度，繼續(xù)點燃，直至30s內點燃為止。

四、實驗操作方法實驗內容與方法⑹點燃試樣后，立即開始記時，觀察試樣的燃燒長度及燃燒行為。①試樣的燃燒時間超過3min，或燃燒長度超過50mm，記“×”；降低氧的濃度。②試樣燃燒在3min和50mm之前熄滅，記“Ο”，提高氧濃度。

四、實驗操作方法實驗內容與方法③在氧的體積百分濃度的整數(shù)位上尋找這樣相鄰的四個點，要求這四個點處的燃燒現(xiàn)象為“ΟΟ××”，此范圍即為所確定的臨界氧濃度的大致范圍。

四、實驗操作方法實驗內容與方法⑺在上述測試范圍內，縮小步長，從低到高，氧濃度每升高0.5%重復一次以上測試，觀察現(xiàn)象，并記錄。⑻根據(jù)上述測試結果確定氧指數(shù)

。

四、實驗操作方法⒈在調節(jié)氧氣、氮氣濃度后，必須用調節(jié)好流量的氧氮混合氣流沖洗燃燒筒至少30s，以便排出燃燒筒內的空氣。⒉點燃試樣時，注意安全，火焰長度1～2cm；勿使火焰碰到試樣的棱邊和側表面。⒊試驗完畢后，及時關閉氣體閥門。

五、注意事項氣體爆炸實驗

實驗目的

實驗原理

實驗系統(tǒng)

實驗步驟

注意事項氣體爆炸實驗一、實驗目的1．通過管道內氣體燃燒爆炸實驗，掌握最大爆炸壓力、最大爆炸壓力上升速率、爆炸極限等基本概念，熟悉壓力傳感器和火焰?zhèn)鞲衅鞯幕驹砗褪褂梅椒?，掌握氣體燃燒爆炸實驗的基本技能和實驗方法；2．了解實際工業(yè)裝置氣體爆炸過程的基本規(guī)律，了解此類裝置氣體爆炸過程所表現(xiàn)出來的局部動力學特征。了解爆炸過程的壓力、火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊姆植家?guī)律以及爆炸過程發(fā)展的各種影響因素。根據(jù)反應前氣體混合情況，燃燒分為預混燃燒和擴散燃燒。預混燃燒就是燃料和氧化劑在反應前已經(jīng)混合好。擴散燃燒是燃料和氧化劑邊擴散邊燃燒。通常預混燃燒速度要比擴散燃燒速度快得多。氣體的燃燒速度通常以火焰?zhèn)鞑ニ俣葋砗饬?。預混燃燒要求可燃性氣體濃度位于爆炸極限之間，即大于其爆炸下限，小于其爆炸下限。當點火能量大于可燃氣體的最小點火能量時，可燃氣體被點燃，并在容器中傳播。當可燃混合氣的組成接近燃燒反應的化學恰當反應比例時，所需的最小點火能最小。二、實驗原理

三、實驗系統(tǒng)燃燒管配氣系統(tǒng)點火系統(tǒng)壓力探測系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)時間控制系統(tǒng)

碳鋼圓管（長2m、內徑50mm、外徑60mm）燃燒管

三、實驗系統(tǒng)配氣系統(tǒng)氣瓶減壓閥質量流量控制器質量流量顯示儀二級混合器

三、實驗系統(tǒng)配氣系統(tǒng)示意圖

三、實驗系統(tǒng)電容儲能放電點火電極放電時的點火能量用下式計算：

其中：C為100μF，

U為600V，得名義點火能為18J。

點火系統(tǒng)

三、實驗系統(tǒng)采用昆山雙橋生產的CYG1401型高頻壓力變送器，如圖所示。量程：0-1Mpa

上升時間：0-1μS至0-0.2μS

特點：采用感壓膜片齊平封裝設計，徹底消除管腔效應，因而傳感器具有極高的頻響，極快的上升時間。

壓力探測系統(tǒng)

三、實驗系統(tǒng)

數(shù)據(jù)采集儀型號：HIOKI8860

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

三、實驗系統(tǒng)時間控制系統(tǒng)可編程邏輯控制器（PLC）型號：SiemensS7-200PLC發(fā)出信號觸發(fā)數(shù)據(jù)采集儀延遲100ms觸發(fā)點火器時間控制系統(tǒng)框圖

三、實驗系統(tǒng)實驗裝置實物圖

三、實驗系統(tǒng)

四、實驗步驟1、按照實驗裝置示意圖裝配好實驗系統(tǒng)（包括各類傳感器、點火裝置和配氣系統(tǒng)的安裝與連接）；2、調試好測試系統(tǒng)，檢查各種部件的線路，并確保連接良好；3、抽真空至負壓－0.006M