《建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)綜合實驗》 教案 8-20燃?xì)庠罹邿峁ば阅軠y試實驗

燃?xì)庠罹邿峁ば阅軠y試實驗1.實驗?zāi)康膶磳⑼度胧褂玫拿裼萌細(xì)庠钸M(jìn)行全面的質(zhì)量鑒定。鑒定其中主要項目，即：灶具氣密性實驗、燃燒穩(wěn)定性實驗、灶具熱工特性實驗、燃燒煙氣分析實驗、灶具表面溫升測定、灶具工作時噪音測定等。需鑒定以上各項參數(shù)是否符合國家標(biāo)準(zhǔn)及有關(guān)規(guī)定。2.實驗室條件①測試房間空氣溫度應(yīng)維持在（20±5）℃。②室內(nèi)通風(fēng)換氣良好，空氣中CO2的含量不得超過0.2%，CO含量不得超過0.002%。③不得有輻射熱或風(fēng)直接影響實驗室的測試裝置，實驗灶具周圍1m處空氣流動速度≤0.1m/s。④實驗所用燃?xì)鈪?shù)應(yīng)穩(wěn)定，其波動應(yīng)控制在下述范圍內(nèi)。3.實驗系統(tǒng)及裝置民用燃?xì)庠钯|(zhì)量鑒定實驗裝置流程圖，如圖1所示。圖1民用燃?xì)庠钯|(zhì)量鑒定實驗裝置流程圖1—燃?xì)饬髁坑嫞?—燃?xì)庠睿?—鋁鍋；4—煙氣取樣器；5—煙氣冷卻器；6—冷凝水收集瓶；7—干燥器；8—取樣泵；9—煙氣連續(xù)分析儀；10—U型壓力計；11—穩(wěn)壓器；12—燃?xì)庹{(diào)節(jié)閥實驗用主要儀器見REF_Ref2187\h表1。表1試驗用主要儀器儀表用途（試驗項目）儀器儀表名稱規(guī)格范圍精度或最小刻度室溫及燃?xì)鉁囟葴y定溫度計0~50℃燃?xì)鉁囟?.5℃；室溫1℃濕度測定濕度計10%RH～98%RH±5%RH大氣壓力測定氣壓計81~107kPa0.1kPa燃?xì)鈮毫y定U型壓力計或壓力表5000Pa以上10Pa時間測定秒表—0.1s燃?xì)饬髁繙y定濕式氣體流量計—0.1L燃?xì)庀鄬γ芏葴y定燃?xì)庀鄬γ芏葍x—±2%氣密性測定氣體檢漏儀——噪聲測定聲級計40~120dB1dB燃?xì)獬煞譁y定色譜儀或吸收式氣體分析儀——燃?xì)鉄嶂禍y定熱量計——一氧化碳含量測定一氧化碳測試儀0%~0.2%0.001%二氧化碳含量測定二氧化碳測試儀0%～15%0.01%氧氣含量測定氧氣測試儀0%～21%0.01%水溫溫度計0~100℃0.2℃表面溫度測定熱電溫度計、熱電偶0~300℃2℃質(zhì)量測定衡器0~15kg10g試驗環(huán)境風(fēng)速測定風(fēng)速儀—分辨率0.01m/s試驗用燃?xì)獍凑毡?和表3要求分類。在試驗過程中燃?xì)獾牡蜔嶂等A白數(shù)變化范圍應(yīng)在±2%以內(nèi)。灶具停止運(yùn)行時的靜壓力應(yīng)小于或等于運(yùn)行時燃?xì)夤鈮毫Φ?.25倍。表2試驗用燃?xì)獯栐囼炗萌細(xì)?基準(zhǔn)氣1黃焰界限氣2回火界限氣3離焰界限氣表3試驗用燃?xì)夤鈮毫Υ栐囼炗萌細(xì)鈮毫?Pa液化石油氣天然氣人工煤氣1（最高壓力）33003000150015002（額定壓力）28002000100010003（最低壓力）20001000500500試驗用燃?xì)鈼l件代號表示為∶試驗氣代號-試驗用燃?xì)夤鈮毫Υ枴?.實驗方法和要求1）灶具氣密性檢驗灶具及其連接系統(tǒng)必須嚴(yán)密不漏氣，檢驗灶具的氣密性：從燃?xì)馊肟诘饺細(xì)忾y門：使被測燃?xì)忾y門為關(guān)閉狀態(tài)，其余閥門打開，逐道檢測(并聯(lián)的閥門作為同一道閥門檢測)，在燃?xì)馊肟谶B接檢漏儀，通入4.2kPa空氣，檢查其泄漏量，是否滿足漏氣量≤0.07L/h；自動控制閥門：關(guān)閉自動控制閥門，其余閥門打開，在燃?xì)馊肟谶B接檢漏儀，通入4.2kPa空氣，檢查其泄漏量，是否滿足漏氣量≤0.55L/h；從燃?xì)馊肟诘饺紵骰鹂祝河脤嶒灇猓?-1）點燃全部燃燒器，用皂液、檢漏液或試驗火的燃燒器檢查燃?xì)馊肟谥寥紵骰鹂浊案鞑课皇欠裼新狻?）燃燒穩(wěn)定性實驗灶具燃燒工況應(yīng)滿足表中的要求（噪聲、點火燃燒器穩(wěn)定性試驗工況及要求遵循燃燒工況表，見表4）。表4燃燒工況要求序號項目要求1火焰?zhèn)鬟f4s著火，無爆燃2離焰無離焰3熄火無熄火4回火無回火5燃燒噪聲≤65dB(A)6熄火噪聲≤85dB(A)7干煙氣中CO濃度(α=1體積分?jǐn)?shù))室內(nèi)型≤0.05%(0-2氣)室外型≤0.08%(0-2氣)8小火燃燒器燃燒穩(wěn)定性無熄火、無回火12點火燃燒器無熄火、無回火灶具燃燒工況試驗條件按表5的規(guī)定。表5燃燒工況試驗條件試驗項目燃?xì)庹{(diào)節(jié)方式試驗電壓d/%試驗氣燃?xì)饬空{(diào)節(jié)方式a燃?xì)饬壳袚Q方式b吸排油煙裝置切換方式c型式檢驗出廠檢驗(可選)火焰?zhèn)鬟f大全無、高1103-20-2離焰大大無、高90及1103-1熄火大、小全無、高90及1103-30-1、0-3回火大、小全無、高90及1102-3燃燒噪聲大大1002-10-1熄火噪聲大大無90及1102-10-2一氧化碳大大無1000-2小火燃燒器燃燒穩(wěn)定性熄火大大無、高1003-30-1、0-3回火大大無、高1002-3點火燃燒器熄火大大無、高1000-1、0-3回火大大無、高1002-3a其中“大”指燃?xì)饬孔畲鬆顟B(tài)，“小”指燃?xì)饬孔钚顟B(tài)。如不知最小狀態(tài)，則指其最大燃?xì)饬髁康娜种粸樽钚顟B(tài)。b其中“大”指點燃全部燃燒器，“小”指點燃最少量燃燒器，“全”指逐擋點燃每個燃燒器狀態(tài)。c集成灶試驗時的切換要求，“無”指吸排油煙裝置風(fēng)機(jī)關(guān)閉狀態(tài)，“高”指吸排油煙裝置風(fēng)機(jī)最高轉(zhuǎn)速運(yùn)行狀態(tài)。d使用交流電源的灶具，當(dāng)電壓變化對性能有影響時，按表中的電壓條件進(jìn)行試驗。3）灶具燃燒工況試驗方法①火焰?zhèn)鬟f：點燃一個火孔，看火焰能否在4s內(nèi)迅速傳遍所有火孔并目測有無爆燃現(xiàn)象；②熄火：燃燒器點燃15s后，目測每個火孔是否都有火焰；③回火：燃燒器點燃20min，目測火焰是否回火；④離焰：點燃燃燒器后，15s后目測有1/3以上火孔離焰，則判定為離焰。4）灶具熱工特性實驗?zāi)康氖菧y定燃?xì)庠罹咴谄涔ぷ鲏毫Ψ秶鷹l件下的灶具熱負(fù)荷、熱效率，鑒定其是否符合國家標(biāo)準(zhǔn)及有關(guān)規(guī)定。熱負(fù)荷——單位時間內(nèi)，燃?xì)馊紵尫诺臒崃?，kJ/h；熱效率——有效利用熱占燃?xì)饪偡艧崃康陌俜直龋?。灶具的熱負(fù)荷應(yīng)滿足∶①每個燃燒器的實測折算熱負(fù)荷與額定熱負(fù)荷的偏差應(yīng)在±10%以內(nèi)。②總實測折算熱負(fù)荷與單個燃燒器實測折算熱負(fù)荷總和之比≥85%。③兩眼和兩眼以上的燃?xì)庠?、氣電兩用灶和集成灶?yīng)有一個主火燃燒器，其實測折算熱負(fù)荷∶普通型灶≥3.5kW；紅外線灶≥3.0kW。灶具的熱效率應(yīng)滿足：嵌入式燃?xì)庠睢?5%；臺式灶≥58%；集成灶≥55%(未開啟吸排油煙裝置)，≥53%(開啟吸排油煙裝置)進(jìn)行實驗：（1）實驗儀表、設(shè)備①燃?xì)庠?臺；②濕式氣體流量計1個；③鋁鍋一套；④0～50℃（精度±0.2℃）水銀溫度計2支；⑤0～100℃（精度±0.1℃）水銀溫度計1支；⑥U型壓力計±600mm1支；⑦燃?xì)猱a(chǎn)物連續(xù)分析儀1套；⑧熱量計1臺；；⑨大氣壓力計1臺⑩稱量10公斤感量5克臺稱1架；?磅秤1架；?秒表1只；?聲級計1臺；?表面溫度計1臺；?攪拌器1支；?燃?xì)庀鄬γ芏葍x1臺；?氣體檢漏儀1臺；?CO測試儀1臺。使用的儀器必須在實驗前認(rèn)真校正。（2）實驗步驟①按圖裝置實驗設(shè)備，并檢查其密閉性；②用臺秤稱量水量，并使用溫度計測出初使水溫，以室溫加5℃定為水進(jìn)行加熱的初溫，同時作好記錄；③熱效率試驗使用0～2試驗氣，在額定電壓下，點燃所有燃燒器后閥門調(diào)至最大;④在灶具前進(jìn)行第1次熱效率實驗時，應(yīng)于灶具點火后15min，待灶具本體達(dá)到熱平衡狀態(tài)后，才將鋁鍋放置鍋架上，并使鍋底中心對準(zhǔn)燃燒器頭部中心。開始攪拌，到水初溫時停止攪拌，開始計量燃?xì)庀?，按秒表開始計時，并同時記錄燃?xì)饬髁坑嫷某踝x數(shù)值。⑤定加熱水終溫為：水初溫加50℃，當(dāng)達(dá)到時即按停秒表，同時讀出流量計上終讀數(shù)，并記錄加熱時間。⑥每次實驗時，應(yīng)記錄大氣壓力及室溫以及燃?xì)鉁囟鹊人袇?shù)。同一條件下做2次以上試驗，按式（1）計算連續(xù)兩次熱效率的差在1%以下時，取平均值為實測熱效率，則應(yīng)重新試驗，直到合格為止。計算公式： η=m×C×(t m=m1+0.231m式中η——實測熱效率（不計鍋體吸熱）；m——實際加水量與鋁鍋換算為當(dāng)量加水量之和，kg；m1——加入鍋內(nèi)的水質(zhì)量，kgm2——鋁鍋的質(zhì)量（含蓋子和攪拌器），kgC——水的比熱容，c=4.19×10-3MJ/（kg·℃）；t2——鍋中水終溫，℃t1——鍋中水初溫，℃V耗——實測燃?xì)庀牧?，m2QD——15℃、101.3kPa狀態(tài)下試驗氣低熱值，MJ/m3tg——測定時燃?xì)饬髁坑媰?nèi)的燃?xì)鉁囟?，℃Pamb——試驗時的大氣壓力，kPaPm——實測燃?xì)饬髁坑媰?nèi)的燃?xì)庀鄬o壓力，kPaS——溫度為ta時的飽和水蒸氣壓力（當(dāng)使用干式流量計測量時，S值應(yīng)乘以試驗燃?xì)獾南鄬穸冗M(jìn)行修正），kPa。熱負(fù)荷試驗使用0-2試驗氣，在額定電壓下，點燃燃燒器后閥門調(diào)至最大，在燃燒器點燃后15～20min時段內(nèi)用氣體流量計測定燃?xì)饬髁?，氣體流量計指針走一周以上的整圈數(shù)，且測定時間應(yīng)不少于1min，重復(fù)測定2次以上，讀數(shù)誤差小于2%，取兩次流量的平均值。(試驗單個燃燒器熱負(fù)荷時，只點燃單個燃燒器進(jìn)行逐個檢測，試驗灶具總熱負(fù)荷時所有燃燒器應(yīng)同時點燃檢測，點燃燃燒器后燃?xì)忾y門調(diào)至最大)實測折算熱負(fù)荷按下式計算。 ?=13.6×式中?——實測折算熱負(fù)荷，單位為千瓦，kW；QD——15℃，101.3kPa狀態(tài)下設(shè)計氣的低熱值，兆焦每立方米，MJ/m3V——實測燃?xì)饬髁?，m3/h；da——ds——pa——試驗時的大氣壓力，kPaPs——設(shè)計時使用的額定燃?xì)夤鈮毫Γ琸Papm——實測燃?xì)饬髁坑媰?nèi)的燃?xì)庀鄬o壓力，kPapg——實測灶具前的燃?xì)庀鄬o壓力，kPatg——實測燃?xì)饬髁坑媰?nèi)的燃?xì)鉁囟龋瑪z氏度，℃Pv——溫度為t時的飽和水蒸氣壓力，kPa0.622——水蒸氣理想氣體的相對密度。（4）實驗用鍋為了便于比較，應(yīng)選用統(tǒng)一鍋型，按選定的試驗用鍋和加熱水量，試驗中水位低于1/2水量時，應(yīng)及時補(bǔ)水，活動鍋支架在試驗中應(yīng)調(diào)整到對試驗最不利的狀態(tài)。表6灶試驗用鍋與加熱水量實測熱負(fù)荷/kW鍋的尺寸/mm鍋的其他參數(shù)加熱水量/kg鍋表面處理要求鍋內(nèi)徑A鍋底厚度C鍋壁厚度D鍋深度H底角半徑RE底面積/cm2鍋質(zhì)量/g鍋蓋質(zhì)量/g1.7220021.51302.53145401253試驗用鍋采用：無光黑色鍋，色度值滿足：-L*≤50;-10≤a*≤+10;-10≤b?≤+10。測試條件：采用SCI(包含鏡面反射光)方式，標(biāo)準(zhǔn)觀察角為10°,使用D65標(biāo)準(zhǔn)光源2.08220140338068014942.482401503.545280017752.912602.51.816053196520863.36280170615113029083.863001807071350323104.403201908041520360124.95~3402004907180040214公差±1%±0.2±0.2±1%0～0.5±5%鍋簡圖鍋蓋簡圖（mm）5）燃燒煙氣分析實驗用取樣器進(jìn)行煙氣取樣，取樣時灶具上應(yīng)坐鍋，若氧含量超過14%時，取樣器的位置可在20～40mm范圍內(nèi)調(diào)整。灶具座上按選定的試驗用鍋（下限鍋，無鍋蓋）和加熱水量，試驗中水位低于1/2水量時，應(yīng)及時補(bǔ)水，當(dāng)燃燒器點燃并獲得正常火焰后15min后，用煙氣取樣器取樣，測量煙氣中的一氧化碳含量和二氧化碳含量或氧含量，控制抽氣速度，防止空氣吸入，影響分析結(jié)果。由于抽取煙氣時，可能混入一部分空氣而影響CO的含量，為此需將CO折算為過?？諝庀禂?shù)等于1的情況進(jìn)行鑒定，換算公式為： COα=1=CO式中COα=1——折算成過?？諝庀禂?shù)等于1時的CO含量（CO'——煙氣樣中CO含量，O2'——煙氣樣中O2含量，室內(nèi)型灶具煙氣中CO濃度（α=1，體積分?jǐn)?shù)），不得高于0.05%。（本式GB/T16411-2023式（5）轉(zhuǎn)化，在新鮮空氣中（O2）=20.9%，煙氣中氧的含量小于14%條件下使用。）當(dāng)煙氣中氧的含量大于14%時，下式計算煙氣中的一氧化碳濃度。 COα=1=CO'式中COα=1——折算成過剩空氣系數(shù)等于1時的CO含量，CO'——煙氣樣中CO含量測定值（CO2a——煙氣樣中COCO2t——室內(nèi)空氣中COCO2max——理論干煙氣中的CO26）表面溫升測定使用0-1試驗氣，在額定電壓下，點燃所有燃燒器，閥門開至最大。試驗開始時，燃?xì)庠钐幱谧畲筘?fù)荷狀態(tài)，水一煮沸，立即調(diào)到能維持輕度沸騰的最小負(fù)荷狀態(tài)，并保持這種狀態(tài)，直到試驗結(jié)束。測溫部位溫升恒定后（升溫時間最長不得超過1h），立即用熱電溫度計或熱電偶（預(yù)埋在木板內(nèi)）測量并記錄所列（除線圈溫升）各部位的溫升。溫升不應(yīng)超過下表所示的值。表7最大正常溫升序號部位溫升/K1操作時手必須接觸的部位：金屬材料和帶涂覆層的金屬材料非金屬材料35452干電池外殼203軟管接頭204閥門外殼505點火器外殼不帶T-標(biāo)志50帶T-標(biāo)志T-256燃?xì)庹{(diào)壓器外殼357灶具側(cè)面、后面的木壁、灶具下面的木臺表面：使用下限鍋時使用超大型鍋時1001008電器件各部位應(yīng)符合GB4706.1—2005中表3的規(guī)定9儲氣罐閥3510儲氣罐表面溫升3011滴油盤12012吸排油煙裝置進(jìn)口處廢氣1757）灶具工作時的噪音測定試驗時，點燃燃燒器15min后，按圖示與灶面板平齊的3個測量點進(jìn)行實驗。用聲級計，按A計權(quán)，快速檔進(jìn)行測定，環(huán)境本體噪聲應(yīng)小于40dB或比灶具實測噪聲低10dB以上，否則按《聲學(xué)聲壓法測定噪聲源聲功率級和聲能量級采用反射面上方包絡(luò)測量面的簡易法》（GB/T3768—2017）附錄A進(jìn)行修正。3個測量點燃燒噪聲不應(yīng)超過65dB，關(guān)閉時熄火噪聲不應(yīng)超過85dB（測定時最大噪聲值應(yīng)加5dB作為熄火噪聲）。圖2噪聲測定示意圖5.實驗記錄表8樣品描述類別灶具年限灶具類型額定燃?xì)夤鈮毫?Pa額定熱負(fù)荷/kW表9測試環(huán)境及條件環(huán)境溫度/℃相對濕度/%大氣壓力/kPa環(huán)境中CO/10-6環(huán)境中CO2/%環(huán)境中NOX/10-6表10試驗用氣的主要技術(shù)參數(shù)燃?xì)鉁囟?℃燃?xì)獾蜔嶂礠is/(MJ·m-3)華白數(shù)Wl/（MJ·m-3）燃燒勢Cp表11熱負(fù)荷計算表標(biāo)準(zhǔn)要求、計算公式、試驗條件單位符號左眼