实验四 内压薄壁容器的应力测定.doc

油气储运工程专业实验指导书兰州理工大学石油化工学院目录一、实验目的与要求1二、学生实验手册2实验一 等温输油管路实验指导书1实验二 气液两相流流型测试实验指导书10实验三 气液两相流压降及截面含液率的测量实验指导书13实验四 体积浓度法测定小呼吸蒸发损耗实验指导书17实验五 输气管基本参数对输气量的影响实验指导书26实验六 管线泄漏对工况的影响实验指导书30实验七 平均压力的测定实验指导书31实验八 燃气管网水力工况和水力可靠性实验指导书34实验九 天然气分配管道计算流量的确定实验指导书39实验十 油气集输流程模型实验指导书42一、实验目的与要求油气储运工程专业综合实验是油气储运工程专业的重要教学环节之一，它的目的是：1 巩固，加深理解所学的理论知识；2 培养学生掌握一些最基本的专业实验方法和测量技术，培养和提高观察现象，分析数据和整理实验结果的能力；3 锻炼和培养成学生“三严”的科学作风即严肃的态度，严格的要求，严密的方法。为此，要求学生做到：1) 实验前做好充分准备，根据实验指导书认真做好预习，填写实验预习报告；明确每次实验的目的与要求；考虑好实验所需的设备、仪器、工具及其它物品的名称、规格、数量、弄清楚实验的步骤以及由实验所需要的数据。2) 在实验过程中，必须严格按“操作规程”进行，要求发挥主观能动性，充分利用有限的时间，精心操作，周密观察，发现问题，深入细致的考虑问题，并记录相关实验数据。3) 实验完备后，认真整理所得的数据，结合实际情况加以分析，写出实验报告并提出自己的看法和见解。48二、学生实验手册1. 实验前，预习实验指导书，经教师提问检查合格后，方可进行实验；2. 实验时，必须使用指定的仪器、设备和工具，不得随便动用本实验无关的其它东西；3.实验时，必须先熟悉机器、设备和操作规程，开动机器及设备，应先经指导教师检查同意，不懂、不会时严禁操作；4. 发生不正常的现象或事故，必须立即切断电源（指电器设备），保护现场，报告老师；5.实验完备后，整理各仪器设备，清洁场地。实验一 等温输油管路实验指导书一、实验目的1. 学习和掌握测定管路特性曲线、用图解法求管路与泵站联合工作时的工作 点的方法。2. 熟悉“泵到泵”密闭输送工艺运行时输油管路各站协调工作的情况。3. 观察管道发生异常工况或突然事故时（如某泵站突然停电等）全线运行参 数的变化，学会根据运行参数变化，分析事故原因、事故发生地点及应采 取的处理措施，在实验中加以验证。4. 观察翻越点后的流动状态，分析影响翻越点的因素和消除翻越点的措施， 在实验中加以验证。5. 学习和掌握清管球的收、发操作，观察清管球在管道中的运动状况。6. 了解计算机数据采集系统的组成及运行情况。二、实验原理 在密闭输送的多泵站等温输油管道系统中，泵站和管道组成一个统一的水力系统，管道所消耗的能量（包括摩阻损失、高程差、站内局部摩阻和终点所要求的剩余压力）等于泵站所提供的能量，二者必然保持能量供需的平衡关系。 全线的能量供需平衡关系式如下：式中：Q管道的工作流量，m3/s；N全线运行的泵站数； f单位流量的水力坡降；Hs1管道首站进站压头，m液柱；HsZ管道终点剩余压头，m液柱；L管道总长度，m；ZQ、ZZ管道起、终点高程，m；hm每个泵站的站内损失，m液柱。根据上述能量平衡方程，可以确定管道的输量和各个站的进出站压力，分析事故工况时运行参数的变化趋势。图1 等温输油管道实验装置流程图流程说明：各站内泵为串联方式。1、收发球装置在2号和3号站之间；2、V18为堵塞阀；3、各站间均设置一个泄漏阀；4、翻越点位于管道末端。三、实验装置流程实验装置管道采用DN40不锈钢管材，管路全长420余米，全线设有四座泵站，等间距布置，平均站间距约105米。每座泵站设有两台离心泵串联工作(其中第1#泵可以变频调节)，全线采用泵到泵密闭输送流程。1、各站离心泵工作参数 全线各站离心泵型号相同，额定转速下的工作参数见表1。表1 各站离心泵工作参数流量，m3/h36.39151718扬程，m 282726242322.52、站内及站间流程设置 等温输油管道实验装置有首站1座，中间泵站2座，末站1座；全线采用密闭输送方式工作，实验装置工艺流程图见图1。 首站流程：正输、站内泵串联；中间泵站流程：正输、压力越站、站内泵串联。 在第23站间，设有清管球收发装置和用于观察清管球在管道内运行情况的有机玻璃管，并设有清管切换流程和清管球收发流程；在第4站间（最后一个站间），设有观察翻越点流动状态的透明管段和相应的切换、调节流程；模拟管道堵塞和泄漏的控制阀门设在第23站间。四、实验内容和步骤给实验装置操作控制台送电，开启泵机组控制柜总电源，打开计算机数据采集系统，做好各项准备工作。根据输油管道设计与管理课程的要求，确定的实验内容如下：1、学习管道正常启动、正常启停泵站的操作方法(1) 按下1#站1#泵的启动开关，缓慢打开1#站出站阀；(2) 待压力、流量稳定后，启动3#站1#泵，打开3#站出站阀；(3) 待压力、流量稳定后，启动2#站1#泵，打开2#站出站阀；(4) 待压力、流量稳定后，启动4#站1#泵，打开4#站出站阀。管道正常启动时记录各站进出站压力和管道流量，分析压力参数的变化情况。停运时的操作顺序与启动时相反。 全线以四个泵站的1#泵全部投入运行作为正常运行工况，规定各站进站压力不得低于-10kPa，出站压力不得高于230kPa。2、管路特性曲线测定管路特性曲线是指管路摩阻与流量之间的关系曲线。测定管路特性的实验步骤如下：(1) 启动1#站1#泵，打开1#站出站阀，待压力、流量稳定，记录各站进 出站压力和流量；(2) 启动3#站1#泵，打开3#站出站阀，待压力、流量稳定，记录同上数据；(3) 启动2#站1#泵，打开2#站出站阀，待压力、流量稳定，记录同上数据；(4) 启动4#站1#泵，打开4#站出站阀，待压力、流量稳定，记录同上数据；(5) 启动2#站2#泵，打开2#泵出口阀，待压力、流量稳定，记录同上数据。整个实验共启动5台泵，取得5组实验数据，由此可以得出管道的摩阻曲线。3、异常工况及事故分析处理(1) 模拟管道堵塞实验装置恢复到正常运行工况，关小2#泵站和3#泵站之间的堵塞阀门，模拟管道堵塞情况。理论分析应采取什么措施才能使管道恢复正常工作，列出调节步骤并在实验中加以验证。调节好管道运行参数后，记录各站进出站压力和流量。(2) 模拟泵站突然停电实验装置恢复到正常运行工况，停2#泵站，模拟突然停电。观察数据采集系统中水力坡降线的变化情况，观察水泵有无异常声响，实验状况稳定后记录各站进出站压力和流量。理论分析应采取什么调节措施才能使管道重新恢复正常工作（即各站的进出站压力处于规定范围），列出调节步骤并在实验中加以验证。调节好管道运行参数后，记录各站的进出站压力和流量。(3) 模拟管道泄漏实验装置恢复到正常运行工况，打开泄漏阀，注意观察水力坡降线的变化情况，记录泄漏后各站进出站压力和漏点前后流量。4、翻越点及翻越点后的流动状态观察操作步骤：(1) 保持1#站1#泵在运行，其余各站泵停止运行调整到合适的流量；(2) 打开阀QF6和阀QF7，关闭阀QF5，将流程切换到翻越点观察流程；(3) 若此时透明管的最高点不是翻越点（即最高点后无不满流现象发生），请 分析如何才能使最高点变为翻越点？(4) 通过调节流量，使透明管的最高点变为翻越点，并观察翻越点后的流动 状态，记录管道的流量和各站的进出站压力；(5) 分析消除不满流的措施并在实验中加以验证；(6) 若要将翻越点处的动水压力提高到某个设定值（比如0.2MPa）以上，分 析应采取的措施并在实验中加以验证；(7) 打开阀QF5，关闭阀QF6和阀QF7，将流程恢复到正常工况流程。5、停运 针对正常工况，按合理顺序停运输油管道实验装置，关闭相关的阀门和电源。（保留1#泵进行下面的清管球收发作业。)6、清管球收发作业图2 清管球收发系统流程操作步骤：收发清管器之前首先检查清管器实验流程，确认收发球筒上各阀门处于关闭状态。步骤1：导通流程。先打开旁通球阀QF14和QF17，关闭阀门QF4，导通发球 流程，使观察管内正常流动。步骤2：装清管器。确认发球筒内没有水，打开快开阀11，清管器顶入发球筒最内端，并用发球杆顶结实，关闭快开球阀11。再打开球阀QF13，清管器内注满水，打开上部放气阀，把发球筒内的气体排出，关闭放气阀。步骤3：准备收球流程。先打开电动球阀QF15，打开球阀QF18，关闭球阀 17。步骤4：发清管器。打开电动球阀QF12，关闭阀门QF14，观察压力表的变化 情况，当压力表指针发生先高后低的急剧变化时，清管器就顺利发 送出去。步骤5：跟踪观察清管器的运行状况。观察清管器在管道内的运行，并记录 观察的实验现象。步骤6：收清管器。清管器进入收球筒，注意观察压力表的变化情况。确认 清管器进入收球筒后，关闭电动球阀QF15，关闭球阀QF18。步骤7：放水取球。打开收球筒底部放水口，必要时需要打开上部进气阀。 确定收球筒内没有水后，打开快开阀16，取出清管器。步骤8：打开阀QF4，关闭阀QF14和QF17，流程恢复到正常工况流程。 收发清管器实验结束。全部实验完成后，关闭所有相关的阀门和电源。五、数据采集系统数据处理与教学软件采用VB语言和组态软件混合编程，组成一个实验教学系统，具有数据实时记录，事故报警，数据处理、智能帮助等功能，硬件采用研华多功能数据采集卡PCI1713U。在每个泵站布置有3个压力变送器，分别测量泵站入口、1#泵出口和泵站出口的压力。在1#泵站出口后和4#泵站出口后各安装有1台流量计，用于测量管道的流量或泄漏点前后的流量。所有的压力和流量信号均为标准420mA信号，传入数据采集箱供计算机采集。1、研华采集卡PCI1713 选用研华PCI1713作为数据采集模块，32路模拟量输入模块，配接端子，接入压力和流量传感器。2、涡轮流量计该流量计由涡轮流量变送器、前置放大器、数字积算器、瞬时流量（频率）指示表组成。当流体流过变送器时，变送器的涡轮旋转，将流体动能转化成电能输出，产生电脉冲信号，输出的电脉冲频率f与流量Q之间成线性关系：Q=f /，其中是涡轮流量计每流过单位体积液体所发出的电脉冲数（脉冲次数/升），称为涡轮流量计的平均常数。3、压力传感器在实验装置中，泵站的进站压力有时会低于大气压或者为真空，因此需要选用绝压传感器，其压力零点为真空；泵站的出站压力一般要高于大气压，只需选用表压传感器，压力零点为大气压。实验装置管道中最高压力为0.5MPa。本实验装置共安装了13个压力传感器，其中P1、P3、P5、P7四个传感器为绝压传感器，接在各泵站的进口处；其余传感器为表压传感器，接在各站1#泵的出口和泵站出口处。各传感器相对于起点的位置见表2。表2 压力传感器位置传感器标号首站2#站P1P9P2P3P10P4距起点的位置（m）00.61.98686.687.9传感器标号3#站4#站末站P5P11P6P7P12P8P13距起点的位置（m）172172.6173.9258258.6259.93464、数据采集软件双击桌面上的<输油管道数据采集系统>图标进入系统操作界面。系统主界面中包括显示类型、系统设置、数据采集、数据存盘、界面切换、帮助、关于等7个子项菜单，各子菜单项有不同的功能。在主界面上还有3个功能按钮“单次读数”、 “平均读数”和“清管操作”，这三个按钮用于读取实验数据和进行清官球收发操作功能的演示。系统菜单共有7项，见下表3。表3实验数据采集系统功能显示类型系统设置数据采集数据存盘界面切换帮助关于实时显示传感器设置开始采集开始存盘流程实验内容关于数据处理采集压力零点停止采集停止存盘示波器实验方法结束压力零点显示高速采集存盘周期列表实验报告实验档案存盘文件水力坡降线实验演示六、实验报告要求 1、将实验数据整理列表表4 实验数据记录表工况P1P9P2P3P10P4P5P11P6P7P12P8P13Q1Q2 2、根据实验数据绘制管路特性曲线，求正常工况下管道与泵站配合工作点(1) 计算出每个流量下各个站间的摩阻损失，并数据整理列表；(2) 在直角坐标纸上作出每个站间的管路特性曲线和相应的泵站特性曲线；(3) 在直角坐标纸上作出总管路特性曲线和总泵站特性曲线，求出管道与泵 站正常工况下的工作点流量；(4) 用图解法求出正常工况下各个站的进出站压力；(5) 用公式计算出正常工况下的管道流量和各个站的进出站压力；(6) 将图解法结果和解析法计算结果与实测结果进行对比，分析产生偏差的 原因。 3、比较各种事故工况和正常工况的数据，根据运行参数的变化判断事故发生的站间，分析各种事故工况下运行参数的变化趋势，与理论分析结果进行比较，讨论可采取的调节措施；从能量供求关系的角度讨论堵塞事故工况和停电事故工况的运行参数变化有什么相同和不同之处。4、比较清管球发送前后管道流量和各站进出站压力的变化，分析清管过程的能耗情况。5、描述翻越点后的流动状态，分析影响翻越点的因素，给出消除翻越点后不满流以及将翻越点处动水压力提高到0.2MPa以上应采取的措施。6、实验的收获及改进建议。七、思考题1、离心泵的启动步骤?2、离心泵启动前为什么要盘泵？如何进行盘泵？3、为什么要关闭泵出口阀后才能启动离心泵？往复泵能否这样做？4、当首站提供的能量不足以把相应输量的液体输送到管道终点时，应怎样 启动长输管道？这一般发生在什么情况下？5、倒流程（改变管路流向）操作时，为使管道不至于憋压，应注意些什么？6、根据哪些参数来判断输油管道运行工况是否正常？7、若漏油发生在首站出口处或第四站末端，各站运行参数怎样变化？如何 根据参数变化来判断漏点位置？实验二 气液两相流流型测试实验指导书一、实验目的1、通过实验、观察气液两相流的各种流型。掌握流型的测量方法。2、分析和探讨两相流动中流型的影响因素。 二、实验装置介绍1、流程来自压缩机的空气经过测定压力、温度、流量，进入混合器中，与来自离心泵并经过计量的水混合后，气液两相流体进入（DN25或DN50）水平测试管段，然后流经可调倾角的DN25或DN50上、下坡测试管段，再进入DN80水平测试管，最后进入分离罐，空气从分离罐上方排出，水进罐循环使用。其流程示意图见图3。2、实验设备和方法(1)离心泵，(2)气液涡轮流量计组，(3)手动电动球阀，(4)混合器，(5)压力表、压力传感器、温度传感器，(6)持液率测量及观察管，(7)气液分离器及储水罐，(8)GA30-C型压缩机及储气罐等。实验管段有322.5、603、893.5三种规格共7段实验测试管段及2段603竖直观察管段，每段测试管段配置有机玻璃管，可观察管内流型。三、实验注意事项1、爱护实验设备，不得踩踏管线。2、未经教师许可，不得乱动实验装置上的阀门、仪表等设备。否则，由此引 起的设备损坏，学生应负一定经济责任。四、实验内容观察气液两相流的各种流型，分析流型的影响因素。五、实验课进行方法1、组织学生进行实验预习，搞清实验流程。2、细心观察老师启动实验装置的步骤，并做记录。3、仔细观察老师调节管路内流型的方法，观察管道中可以调出几种流型？并 对观察到的流型进行描述和分析。4、实验数据交教师检查，认为合格后，方可结束实验；若数据误差大，应重 新测定。5、实验结束后，清理实验室，恢复实验前状态。六、实验报告要求1、简述实验中所观察到的流型并分析影响流型的各种因素。2、根据实测参数用MukherjeeBrill法判断DN50水平、上坡、下坡管段的 流型，用Mandhane法判断DN50水平管段的流型，并与实验观察到的流 型进行对比。图3 两相流实验装置流程1、空气压缩机；2、离心泵；3、水罐； 4、气液混合器；5、储气罐； 6、过滤器； 7、观察管。实验三 气液两相流压降及截面含液率的测量实验指导书一、实验目的1、掌握测量管段压降和截面含液率的测量方法。2、分析和探讨两相流动中截面含液率及压降的影响因素。二、实验装置介绍1、流程来自压缩机的空气经过测定压力、温度、流量后进入混合器中与来自离心泵并经过计量后的水混合后，气液两相流体先进入（DN25或DN50）水平测试管段，然后流经可调倾角的DN25或DN50上、下坡测试管段，再进入DN80水平测试管，最后进入分离罐，空气从分离罐上方排出，水进罐循环使用。其流程示意图见图1。2、实验设备和方法(1)离心泵，(2)气液涡轮流量计组，(3)手动电动球阀，(4)混合器，(5)压力表、压力传感器、温度传感器，(6)持液率测量及观察管，(7)气液分离器及储水罐，(8)GA30-C型压缩机及储气罐等。实验管段有322.5、603、893.5三种规格共7段实验测试管段，每段测试管段配置有机玻璃测量及观察管。用压力传感器测量管段两端压力，用快关阀测量测试管段内的液体量。利用称重法，从而计算出平均截面含液率。各实验管段间测压点的长度和球阀的间距如下表所示： 管段规格 管段类别 322.5603893.5压力间距球阀间距压力间距球阀间距压力间距球阀间距水平管：013.4014.6313.4014.6112.8314.68上坡管：412.1914.4212.1914.42下坡管：-412.1914.4212.1914.42三、实验注意事项同实验2。四、实验内容1、测量水平和倾斜气液两相管路的压降。2、测量水平和倾斜气液两相管路的截面含液率。五、实验课进行方法1、组织学生进行实验预习，搞清实验流程，熟悉实验装置上各测压点、测温 点的位置以及气、液流量测量仪表。2、细心观察老师启动实验装置的步骤，并做记录。3、把气液量调节到某一数值，待流动状态稳定后，测量DN50水平、上坡、 下坡实验管段的压降和截面含液率。4、 实验数据交教师检查，认为合格后，方可结束实验，若数据误差大，应重 新测定。5、实验结束后，清理实验室，恢复实验前状态。六、实验报告要求1、简述实验中所观察到的影响压降和截面含液率的因素。2、根据实验参数用贝布法计算DN50水平、上坡、下坡管段的压降和截面 含液率，并与实测压降和截面含液率进行对比，计算相对误差并简明分析 原因。3、 根据实验参数用MukherjeeBrill法计算DN50上坡、下坡管段的压降和 截面含液率，并与实测压降和截面含液率进行对比，计算相对误差并简明 分析原因。4、 由实验参数用洛马法求DN50水平管的压降和截面含液率，并与实验测 得的压降和截面含液率进行对比，计算相对误差。5、用洛马弗莱聂根法求DN50上坡管段的压降，并与实测压降进行对比。表5 实验数据记录表序号P0P1P2P3P4P5P6P7P8TgTmQgQlG水平G上坡G下坡流型水平流型上坡流型下坡实验报告辅导内容一、实验数据记录单位液体流量 m3 h 内径 DN50 (0.054米)气体流量 Nm3 h 管段倾角 0、4、- 4压力 kPa 管段放出液重 千克管段压降 kPa 温度 二、某些参数的计算方法1、20时水的粘度为0.001002 Pas，0< t < 20时，粘度用下式表示：20<t < 100 时， 2、气体流量和密度的计算气体流量是由气体涡轮流量计测得的标准体积流量。把实测标准气体流量换算为测试管段压力、温度条件下的气体流量需应用气体状态方程。为此，需把表压换算成绝对压力、温度换算成绝对温度。在标准大气压、0下，空气的密度为1.293 kg/m3。据此，可用状态方程求得测试管段平均压力及温度条件下的空气密度。3、气体粘度测试条件下，空气粘度与管路压力关系不大，只和温度有关，可近似用下式估算： Pas式中 T管段绝对温度，K。4、按布里尔法确定流型时，需要水空气表面张力数据，可按下式计算： N/m式中 t 管段温度，。5、管段粗糙度液体管壁绝对当量粗糙度取0.1 mm，气管取0.05 mm。三、测试管段的平均压力为避免繁琐的迭代计算，各测试管段的平均压力按输气管平均压力计算，即：水平管 上坡管 下坡管 四、管段的实测压降实验装置用压力传感器测量管段两端压力，用两个压力传感器读数之差测量管段压降，读数为kPa。五、管段平均截面含液率实验四 体积浓度法测定小呼吸蒸发损耗实验指导书一、实验目的1、通过实验，对油罐由于温度变化引起的小呼吸损耗有个感性认识，对罐 内温度和浓度分布规律有个初步了解。2 通过实测蒸发损耗量来验证小呼吸损耗的理论计算公式，掌握计算蒸发 损耗的方法。3、学习实测方法，学会使用有关仪器，培养科学实验的工作作风。二、实验内容本实验用体积浓度法测定油罐的小呼吸损耗，这是测定蒸发损耗的方法之一，即用气体流量计直接测出油罐呼出气体的体积Q，再用奥氏气体分析仪测量出气体中所含油品蒸汽的浓度C，知道油蒸汽的密度，就可以通过公式G = QC计算蒸发损耗量。本实验通过在油罐气体空间取三个测量点、在油品中取一个测量点来了解温度分布规律；在气体空间设三个取样点来了解浓度分布规律。由于模型油罐气体空间较小、测点少，因此所测数据不能很好反映温度和浓度分布规律，仅作参考。根据气体空间中部温度和浓度的测定，利用小呼吸损耗的理论公式计算损耗量，并同实测结果进行对比。三、实验装置示意图1、模型油罐模型油罐采用不锈钢制作，油罐直径600mm，高度650mm，容积为200升，装油高度约100mm。油罐配有上、中、下3根不同高度的取样管，取样口位置分别对应于油罐气体空间的上部、中部、下部，每根取样管配有一个旋塞阀。在油罐气体空间上部、中部、下部及油品内各布置有一个热电偶。2、太阳灯太阳灯由一组红外灯组成。其作用是模拟太阳对油罐的辐射加热。3、U型管压差计U型管压差计与油罐相连，里面充装清水，用于测量罐内气体的压力。流量计液压呼吸阀气体空间太阳灯压力计温度巡检仪油品奥氏气体分析仪取气管路小呼吸蒸发损耗实验装置由模型油罐、液压呼吸阀、U型管压差计、奥氏气体分析仪、恒温水浴、太阳灯、湿式气体流量计及多通道温度巡检仪等组成。4、液压呼吸阀液压呼吸阀用清水作为封液，通过水柱高度控制油罐排气压力。5、多通道温度巡检仪多通道温度巡检仪与罐内热电阻相连，用于测量油气空间上、中、下部温度及油品的温度。6、湿式气体流量计湿式气体流量计与油罐相连，用于计量小呼吸损耗过程中呼出的混合气体体积。具体操作方法参见说明书。7、恒温水浴恒温水浴主要用于给分析仪内的气样恒温加热。它与量气管水浴套管相连，用于保持气样在分析过程中的温度与取样时刻温度一致，从而保证气样不会因温度的改变而发生体积变化，减小分析误差。尤其在分析终了状态气样浓度时，气体空间的温度一般高于室温10-20。如果不对取出的气样进行恒温，由于气样的热胀冷缩作用而导致气体体积变小，会产生严重的分析误差。恒温水浴温度的设定：可以根据实验及周围温度情况，将恒温水浴温度调整到假设的终了状态的某一数值，终了状态一般可参照中间测温点的温度变化来确定。如液压呼吸阀开始冒泡时中间测温点的温度为15，则终了状态可取2327。一般一个实验过程约3个小时，中间测温点的温度变化大约10左右。8、奥氏气体分析仪奥氏气体分析仪（图4）主要用于分析各种气体的组分，在此用于测量油罐内部气体空间油气混合气的油蒸汽浓度。它与油罐相连接。由取样考克、梳型管、煤油吸收瓶、吸收瓶考克、排气考克、量气管、量气管水浴套、封液瓶、温度计组成。煤油吸收瓶用于吸收气样中的汽油蒸气。量气管是一根标有体积刻度的玻璃管，外部为量气管水浴套。量气管上部刻度为0ml刻度线，底部为100ml刻度线。量气管通过取样考克与梳型管或油罐取样管相连接。图4 奥氏气体分析仪示意图9、一般要求整个实验装置放置在宽敞平坦的实验台上，所有仪器最好面向操作者，以利于操作。将模型油罐和湿式气体流量计、奥式气体分析仪、液压呼吸阀、旋塞阀等用胶管牢靠连接起来，保持其连接的气密性。并应经常检查胶管连接部分是否有老化、破损现象，如有发现应及时更换。将温度探针连接到温度巡检仪。测量好汽油的密度，并称量好约4050升左右的汽油，装入油罐内，由罐容即可算出油气空间的体积。检查罐内是否严重负压（压力小于-10mmH2O时），如是则需要打开进气阀进空气，然后再关上。检查完各用电系统，即可进行准备实验。四、奥氏气体分析仪使用方法（1）分析前的准备工作奥氏气体分析仪各部分应连接可靠，水准瓶与量气管用硅胶管连接；量气管的循环水进出口与恒温循环水浴连接；奥氏气体分析仪取气口与油罐取样管路连接。（2）玻璃仪器的装配仪器的所有部位应该干净并使其干燥，各玻璃管接头处必须光滑对紧，减少过多的橡胶管通路。（3）活塞润滑剂的涂抹在涂润滑剂之前，活塞的塞子与套管均应以酒精、丙酮或苯仔细洗涤清洁，并擦拭干净。在涂润滑剂时，只需把少量润滑剂涂抹在塞子旋转面，然后插入考克内旋转数次，直到活塞达到透明为止。润滑剂涂抹完毕应使考克处于关闭状态。（4）基本操作排气考克、吸收瓶考克、旋塞阀的使用方法：排气考克和吸收瓶考克都是直通考克，旋钮与管线垂直时，管线处于关闭状态；旋钮与管线平行时，管线处于开通状态。直通考克的旋转方向可以随意。旋塞阀也类似于直通考克，但其阀柄只能在第四象限内旋转。取样考克的使用方法： 取样考克内部的通道为L型，与考克标记指向一致的两根管线处于相互连通状态，否则处于关闭状态。当旋钮位于梳形管、量气管之间呈45度角时，管线为关闭状态。 吸收瓶液面调零a. 关闭所有吸收瓶考克；旋转取样考克旋钮，使量气管与梳形管相连通；打开排气考克；将封液瓶缓慢上举至量气管上部，关闭排气考克。b. 打开一个吸收瓶考克，向下移动封液瓶，使吸收瓶液面达到标记线，关闭吸收瓶考克。此时，吸收瓶液面调至零点。c. 采用上述同样方法，依次调节其余吸收瓶液面达到标记线。量气管液面调零 打开排气考克，缓慢上移封液瓶，当量气管液面达到0毫升刻度线处，并且封液瓶液面与量气管液面齐平后，关闭排气考克6；关闭取样考克7。此时，量气管液面调至零点。（5）严密性检查在安装好的气体分析仪中，把吸收液（煤油）装入吸收瓶，然后用提高或降低压力的方法来检验其严密性。首先将吸收瓶液面和量气管液面调零，然后放下水准瓶降低梳形管内压力，仪器在这种情况下保持十分钟，如果量气管液面不变化，即可认为取样考克7不漏气。另一种方法是吸收瓶液面调零，但量气管不调零，关上排气考克6，量气管与梳型管相通，提高水准瓶压缩量气管内的气体，同样仪器在这种情况下保持十分钟，如果吸收瓶液面和量气管液面保持不变，即可认为仪器中所有玻璃考克都不漏气。漏气的话要把活塞重新用溶剂洗干净，然后干燥，重涂润滑剂，再行检查，如果反复涂抹还是漏气，则必须更换活塞。（6）气体分析仪的操作步骤准备：将吸收瓶液面和量气管液面调零。冲洗：打开位于罐顶的油罐取样管旋塞阀，旋转取样考克旋钮使量气管与油罐取样管相通，缓慢下降封液瓶，量气管液面下降抽取罐内混合气体，当液面降至100ml刻度线时，关闭取样考克。打开排气考克，上移封液瓶使它的液面和量气管液面均达到0ml刻度线，关闭排气考克和取样考克。量气管的冲洗完毕。每次取样分析前均应先冲洗一次，以保证测量的准确性。取样分析：打开位于罐顶的油罐取样管旋塞阀，旋转取样考克使量气管与油罐取样管相通，缓慢下降封液瓶，当液面降到接近100ml刻度线时，关闭取样考克。适当调整封液瓶位置使封液瓶液面与量气管液面相平齐，液面稳定后读取量气管读数，该读数为当前取样体积数V1。手持封液瓶于量气管中部，旋转取样考克使梳形管与量气管相通，打开两、三个吸收瓶考克，上下移动封液瓶约30多个回合。逐一将吸收瓶液面调至标记线处，使封液瓶液面与量气管液面相平齐，读出剩余气体体积V2。再次打开两、三个吸收瓶考克，上下移动封液瓶若干次。再次读出剩余气体体积V2，与前次读数相差小于0.2ml时，表明汽油蒸气被充分吸收。记录该读数V2,并记录封液瓶封液温度。取样分析完毕。再打开排气考克，上移封液瓶，将量气管中的废气排入大气，使量气管液面位于0刻度线处。关闭排气考克和取样考克。为下次分析作好准备。（7）操作注意事项 在煤油吸收过程中，要严防煤油和水进入梳型管。因此上下移动封液瓶时应缓慢。封液瓶上移时，注意量气管液面不能超过0ml刻度线；封液瓶下移时，注意吸收瓶液面不能超过标记线。 在读取量气管中的气体体积时，应保证两个吸收瓶液面都处于标记线处，同时封液瓶液面和量气管液面保持平齐。 从油罐气体空间抽取气样进行浓度分析时，应缓慢下降封液瓶，防止扰动油罐内的浓度场。五、实验步骤本实验在计算油气蒸发损耗量时，要用到Q、C、t、P这些参数。为了测定这些数据，具体实验步骤如下：1. 测定原始状态（即未呼出气体时）的罐内温度、压力、全部浓度：读出油面温度和油气空间下部、中部、上部温度t0值，并从U型管压差计读出罐内压力P0，记下湿式气体流量计初始读数Q0。用奥氏气体分析仪分别从罐内上、中、下三个取样点取气样，进行浓度分析，记录气样在浓度分析前、后的体积，计算得出各取样点的气体浓度C0。2. 测定初始状态（即刚呼出气体时）的罐内温度、压力、中部浓度：打开太阳灯进行加热，注意罐内温度、压力的变化。当压力达到某一数值时，从呼吸阀开始冒出气泡，将冒出第一个气泡时间作为小呼吸损耗的初始状态。记录油面温度、油汽空间下部、中部、上部温度t1值，以及罐内压力P1。同时，从罐内中部取样点取气样进行浓度分析，记录气样在浓度分析前、后的体积，计算得出样品的浓度C1中。3. 测定终了状态的罐内温度、压力、中部浓度：启动恒温水浴，将水浴温度设定为本次蒸发损耗终了温度25（依实验季节而定，且这一温度通常定为比初始状态时的中部气体空间温度高约812为宜）。打开水浴循环泵。当中部气体空间温度达到终了温度（25）时，记录气体流量计读数Q2、油面温度和油汽空间下部、中部、上部温度t2值，以及罐内压力p2。同时，从罐内中部取样点取气样进行浓度分析，记录气样在浓度分析前、后的体积，分析得出样品的浓度C2中。关闭太阳灯，关闭恒温水浴。 读取室温及大气压。六、数据整理将实验数据依次记录于下表：油罐容积： 装油量：汽油比重：0.74 汽油蒸气分子量：78测量次序气体空间和油品温度压力流量气体体积读数封液温度冲洗取样次数t油t下t中t上PmmH2OQlV下mlV中mlV上mlt下t中t上n次经奥氏气体分析仪的油气浓度计算公式为式1： (1)式中：V1取样体积(ml)，通常V1=100 mlV2剩余气体读数(ml)；V气样体积变化量，由分析前后的读数相减得到(VV1 V2)Ps 封液（水）的饱和蒸汽压；Pm 煤油的饱和蒸汽压，用室温插值得到；Pa 当地大气压。七、实验报告要求1、数据整理分析以表格形式将数据整理出来，便