燃烧学实验课件-中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院·.pptx
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1、 燃烧学实验指导书燃烧学实验指导书中国矿业大学(北京)中国矿业大学(北京)中国矿业大学(北京)中国矿业大学(北京)王海燕王海燕王海燕王海燕 副教授副教授副教授副教授62331942 vipwh62331942 vipwh62331942 vipwh62331942 vipwh实验一实验一 可燃液体的闪点和燃点可燃液体的闪点和燃点测定实验测定实验中国矿业大学(北京)中国矿业大学(北京)中国矿业大学(北京)中国矿业大学(北京)王海燕王海燕王海燕王海燕 副教授副教授副教授副教授62331942 vipwh62331942 vipwh62331942 vipwh62331942 vipwh实验目的 1
2、.掌握可燃液体闪点、燃点的定义及液体存在闪掌握可燃液体闪点、燃点的定义及液体存在闪燃现象的原因燃现象的原因2.掌握用开口杯闪点测定仪测量可燃液体的闪点掌握用开口杯闪点测定仪测量可燃液体的闪点和燃点的方法和燃点的方法原理说明 当对液体进行加热时,随着温度的不断升高,蒸当对液体进行加热时,随着温度的不断升高,蒸气分子浓度增大,当蒸气分子浓度增大到爆炸下气分子浓度增大,当蒸气分子浓度增大到爆炸下限的时候,可燃液体的饱和蒸气与空气形成的混限的时候,可燃液体的饱和蒸气与空气形成的混合气体遇到火源会发生一闪即熄灭的现象,这种合气体遇到火源会发生一闪即熄灭的现象,这种一闪即灭的瞬时燃烧现象称为闪燃。在规定的
3、实一闪即灭的瞬时燃烧现象称为闪燃。在规定的实验条件下,液体外表发生闪燃时所对应的最低温验条件下,液体外表发生闪燃时所对应的最低温度称为该液体的闪点。度称为该液体的闪点。在闪点温度下,液体只能发生闪燃而不能出现持在闪点温度下,液体只能发生闪燃而不能出现持续燃烧。这是因为在闪点温度下,可燃液体的蒸续燃烧。这是因为在闪点温度下,可燃液体的蒸发速度小于其燃烧速度,液面上方的蒸气烧光后发速度小于其燃烧速度,液面上方的蒸气烧光后蒸气来不及补充,导致火焰自行熄灭。蒸气来不及补充,导致火焰自行熄灭。原理说明继续升高温度,液面上方蒸气浓度增加,当蒸气继续升高温度,液面上方蒸气浓度增加,当蒸气分子与空气形成的混合
4、物遇到火源能够燃烧且持分子与空气形成的混合物遇到火源能够燃烧且持续时间不少于续时间不少于5秒时,此时液体被点燃,它所对应秒时,此时液体被点燃,它所对应的温度称为该液体的燃点。的温度称为该液体的燃点。从消防观点来看,闪燃是火险的警告,着火的前从消防观点来看,闪燃是火险的警告,着火的前奏。掌握了闪燃这种燃烧现象,就可以很好地预奏。掌握了闪燃这种燃烧现象,就可以很好地预防火灾发生或减少火灾造成的危害。防火灾发生或减少火灾造成的危害。实验设备 闪点测试仪基本局部包括盛油样的容器、加热升闪点测试仪基本局部包括盛油样的容器、加热升温装置、控温电路、测温装置、点火源。温装置、控温电路、测温装置、点火源。手动
5、开口杯闪点和燃点测定仪主要装置包括内坩手动开口杯闪点和燃点测定仪主要装置包括内坩埚、外坩埚、气体导管、温度计、电炉、电气装埚、外坩埚、气体导管、温度计、电炉、电气装置等置等。实验材料实验材料-液化石油气、燃料油。液化石油气、燃料油。实验内容 学习闪点测定的原理和方法、测试润滑油的闪点学习闪点测定的原理和方法、测试润滑油的闪点和燃点。和燃点。1.将内坩埚放入装有细纱的外坩埚中,使细纱外表距离将内坩埚放入装有细纱的外坩埚中,使细纱外表距离内坩埚的口部边缘约内坩埚的口部边缘约12mm,并使内坩埚底部与外坩埚,并使内坩埚底部与外坩埚底部之间保持厚度底部之间保持厚度58mm砂层。砂层。2.将试样注入内坩
6、埚中,对于闪点在将试样注入内坩埚中,对于闪点在210和和210以下以下的试样,液面距离坩埚口部边缘为的试样,液面距离坩埚口部边缘为12mm(即内坩埚内(即内坩埚内的上刻度线处),对于闪点在的上刻度线处),对于闪点在210以上的试样,液面以上的试样,液面距离坩埚口部边缘为距离坩埚口部边缘为18mm(即内坩埚内的下刻度线处)。(即内坩埚内的下刻度线处)。实验内容3.将装好试样的坩埚平稳地放置在支架上的电炉上将装好试样的坩埚平稳地放置在支架上的电炉上,再再将温度计垂直固定在温度计夹上将温度计垂直固定在温度计夹上,并使温度计的水银球位并使温度计的水银球位于内坩埚中央于内坩埚中央,与坩埚底和试样液面的距
7、离大致相等。与坩埚底和试样液面的距离大致相等。4.翻开可燃气阀门,将点火器点燃,点火器距离试样液翻开可燃气阀门,将点火器点燃,点火器距离试样液面约面约1014mm。接通闪点测定仪的加热电源进行加热。接通闪点测定仪的加热电源进行加热升温,使试样温度逐渐升高。当试样温度到达预计闪点升温,使试样温度逐渐升高。当试样温度到达预计闪点前前60时,调整加热速度,试样温度到达预计闪点前时,调整加热速度,试样温度到达预计闪点前40时,严格操作升温速度为每分钟升高时,严格操作升温速度为每分钟升高41。当试。当试样温度到达预计闪点前样温度到达预计闪点前10时,开始扫描点火,点火器时,开始扫描点火,点火器从坩埚的一
8、边移至另一边的时间为从坩埚的一边移至另一边的时间为23秒,试样每升高秒,试样每升高2重复一次点火试验。重复一次点火试验。实验内容5.当在液面上方观察到一闪即灭的蓝色火焰时,记录温度当在液面上方观察到一闪即灭的蓝色火焰时,记录温度计的读数,此温度即为该试样的闪点。继续对外坩埚加热计的读数,此温度即为该试样的闪点。继续对外坩埚加热并连续点火,直到液面上方出现持续燃烧时间不少于并连续点火,直到液面上方出现持续燃烧时间不少于5秒钟秒钟的蓝色火焰时,记录温度计的读数,此温度即为该试样的的蓝色火焰时,记录温度计的读数,此温度即为该试样的燃点。燃点。6.关闭电源,用坩埚钳取出内坩埚和外坩埚,将内坩埚的关闭电
9、源,用坩埚钳取出内坩埚和外坩埚,将内坩埚的试样倒入废油回收烧杯,将外坩埚内的热砂倒出,换取冷试样倒入废油回收烧杯,将外坩埚内的热砂倒出,换取冷的坩埚和冷砂,换上新鲜的试样,重复上述实验,并记录的坩埚和冷砂,换上新鲜的试样,重复上述实验,并记录实验结果。实验结果。物 质名 称第 一 次第 二 次平 均 结 果闪 点燃 点闪 点燃 点闪 点燃 点本卷须知 1.首先把坩埚平放在实验台上,然后将药品倒入首先把坩埚平放在实验台上,然后将药品倒入小烧杯中,再用小烧杯往坩埚里加,加到快与刻小烧杯中,再用小烧杯往坩埚里加,加到快与刻度线平齐时,改用滴管滴。度线平齐时,改用滴管滴。2.注试样时不应溅出,而且液面
10、以上的坩埚壁不注试样时不应溅出,而且液面以上的坩埚壁不应沾有试样。应沾有试样。3.每种试样各测两次,要求两次闪点误差不超过每种试样各测两次,要求两次闪点误差不超过2,燃点误差不超过,燃点误差不超过4。4.测试位置应放在通风和较暗的地方,以使闪燃测试位置应放在通风和较暗的地方,以使闪燃现象能看的清楚。现象能看的清楚。思考题 1.为什么实验用油每次都要取新鲜的油液?坩埚为什么实验用油每次都要取新鲜的油液?坩埚内的油能不能连续使用?内的油能不能连续使用?2.开口杯法所测的两组实验数据中哪一组值可能开口杯法所测的两组实验数据中哪一组值可能大些?为什么?大些?为什么?3.影响测定结果准确程度的因素有哪些
11、?影响测定结果准确程度的因素有哪些?4.开口杯法和闭口杯法测定的闪点数据大小分析开口杯法和闭口杯法测定的闪点数据大小分析?实验报告 1.记录实验数据,并计算被测样品的闪点和燃点记录实验数据,并计算被测样品的闪点和燃点平均值。平均值。2.对思考题的论述。对思考题的论述。3.其它(包括实验心得、体会及意见等)。其它(包括实验心得、体会及意见等)。实验二实验二 材料的氧指数测定实验材料的氧指数测定实验中国矿业大学(北京)中国矿业大学(北京)中国矿业大学(北京)中国矿业大学(北京)王海燕王海燕王海燕王海燕 副教授副教授副教授副教授62331942 vipwh62331942 vipwh62331942
12、 vipwh62331942 vipwh实验目的 1.明确氧指数的定义及其用于评价高聚物材料相明确氧指数的定义及其用于评价高聚物材料相对燃烧性的原理对燃烧性的原理2.了解了解HC-2型氧指数测定仪的结构和工作原理型氧指数测定仪的结构和工作原理3.掌握运用掌握运用HC-2型氧指数测定仪测定常见材料氧型氧指数测定仪测定常见材料氧指数的基本方法指数的基本方法 4.评价常见材料的燃烧性能评价常见材料的燃烧性能 原理说明 物质燃烧时,需要消耗大量的氧气,不同的可燃物质燃烧时,需要消耗大量的氧气,不同的可燃物,燃烧时需要消耗的氧气量不同,通过对物质物,燃烧时需要消耗的氧气量不同,通过对物质燃烧过程中消耗最
13、低氧气量的测定,计算出物质燃烧过程中消耗最低氧气量的测定,计算出物质的氧指数值,可以评价物质的燃烧性能。的氧指数值,可以评价物质的燃烧性能。氧指数(氧指数(OI)是指在规定的试验条件下,试样在)是指在规定的试验条件下,试样在氧氮混合气流中,维持平稳燃烧所需的最低氧气氧氮混合气流中,维持平稳燃烧所需的最低氧气浓度,以氧所占的体积百分数的数值表示。浓度,以氧所占的体积百分数的数值表示。氧指数作为判断材料在空气中与火焰接触时燃烧氧指数作为判断材料在空气中与火焰接触时燃烧的难易程度非常有效。的难易程度非常有效。OI27属易燃材料,属易燃材料,27OI32属可燃材料,属可燃材料,OI32的属难燃材料。的
14、属难燃材料。原理说明氧指数测试方法是把一定尺寸的试样用试样夹垂氧指数测试方法是把一定尺寸的试样用试样夹垂直夹持于透明燃烧筒内,其中有按一定比例混合直夹持于透明燃烧筒内,其中有按一定比例混合的向上流动的氧氮气流。的向上流动的氧氮气流。点着试样的上端,观察随后的燃烧现象,记录持点着试样的上端,观察随后的燃烧现象,记录持续燃烧时间或燃烧过的距离,燃烧时间超过续燃烧时间或燃烧过的距离,燃烧时间超过3min或火焰前沿超或火焰前沿超50mm标线时,就降低氧浓度,试样标线时,就降低氧浓度,试样的燃烧时间缺乏的燃烧时间缺乏3min或火焰前沿不到标线时,就或火焰前沿不到标线时,就增加氧浓度,反复操作,逐渐接近规
15、定值,至两增加氧浓度,反复操作,逐渐接近规定值,至两者的度差小于者的度差小于0.5。氧指数法是在实验室条件下评价材料燃烧性能的氧指数法是在实验室条件下评价材料燃烧性能的一种方法,可对窗帘幕布、木材等许多新型装饰一种方法,可对窗帘幕布、木材等许多新型装饰材料的燃烧性能作出准确、快捷的检测评价。材料的燃烧性能作出准确、快捷的检测评价。实验设备 HC-2型氧指数测定仪型氧指数测定仪 由燃烧筒、试样夹、流量操作系统及点火器组成由燃烧筒、试样夹、流量操作系统及点火器组成。实验材料包括氧气、氮气、高聚物。实验材料包括氧气、氮气、高聚物。1点火器;2玻璃燃烧筒;3燃烧着的试样;4试样夹;5燃烧筒支架;6金属
16、网;7测温装置;8装有玻璃珠的支座;9基座架;10气体预混合结点;11截止阀;12接头;13压力表;14精密压力操作器;15过滤器;16针阀;17气体流量计 实验内容学习氧指数测试的原理和方法,测试高聚物的氧学习氧指数测试的原理和方法,测试高聚物的氧指数及评价其燃烧性能。指数及评价其燃烧性能。1.检查气路。检查气路。2.确定实验开始时的氧浓度。根据经验或试样在空气中确定实验开始时的氧浓度。根据经验或试样在空气中点燃的情况,估计开始实验时的氧浓度。点燃的情况,估计开始实验时的氧浓度。3.安装试样。将试样夹在夹具上,垂直地安装在燃烧筒安装试样。将试样夹在夹具上,垂直地安装在燃烧筒的中心位置上,保证
17、试样顶端低于燃烧筒顶端至少的中心位置上,保证试样顶端低于燃烧筒顶端至少100mm,罩上燃烧筒。,罩上燃烧筒。实验内容4.通气并调节流量。开启氧、氮气钢瓶阀门,调节减压通气并调节流量。开启氧、氮气钢瓶阀门,调节减压阀压力为阀压力为0.20.3MPa,然后开启氮气和氧气管道阀门,然后开启氮气和氧气管道阀门,然后调节稳压阀,仪器压力表指示压力为然后调节稳压阀,仪器压力表指示压力为0.10.01MPa,并保持该压力。调节流量调节阀,通过转子流量计读,并保持该压力。调节流量调节阀,通过转子流量计读取数据,得到稳定流速的氧、氮气流。检查仪器压力表取数据,得到稳定流速的氧、氮气流。检查仪器压力表指针是否在指
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