燃料及燃燒實驗指導書

1、實驗一 燃料油粘度的測定一、 實驗目的：了解體粘度的工業(yè)測定方法及 溫度對粘度的影響。二、實驗基本知識粘度是表示流體質(zhì)點之間摩擦力大小的一個物理指標，粘度大，即摩擦大，其流動性小，根據(jù)牛頓定律：內(nèi)摩擦力；粘性系數(shù)（粘度）A面積速度梯度如各值均采用C、G、S制時，的單位則為泊（Poise）。測定粘度的方法有很多，但多采用測定油由細管流出速度的方法。在工業(yè)上采用在一定條件下，一定容量的油，由細管流出時所需要的時間來表示粘度。工業(yè)上用粘度計的種類也很多，如恩格拉（Englar）粘度計，塞波爾（Saybolt）粘度計，雷德烏德（Reiwood）粘度計等。本實驗采用恩格拉粘計度，測定的結(jié)果為恩格拉粘度（

2、0E）。同一粘度的液體和不同粘度計所測得的數(shù)字均不同，但可互相換算。用恩格拉粘度計測定粘度的方法是：在實驗的溫度下測定200ml試樣油流出小管所需之時間，該時間用在20時200C水流出所需之時間除得之商，即表示該燃料油在實驗溫度下的粘度。20的水流出200ml的流出時間為5052秒，實驗時不時行這項測定，僅取時間為52秒。三、實驗設備：實驗裝置如圖所示（圖見下頁）（1）控溫儀探頭；（2）手動攪拌器；（3）恩氏粘度計；（4）加熱器；（5）內(nèi)鍋蓋；（6）內(nèi)鍋；（7）外鍋；（8）木栓；（9）流出管；（10）腳，（11）粘度計瓶；（12）調(diào)整螺絲；（13）溫控儀。四、實驗步驟：1、先在外鍋中加入加熱浴

3、之水（水面最低應比油面高10mm）然后把控溫儀探頭固定在支架上，頭部要插入水中。2、用木栓堵住內(nèi)鍋底部之小孔，然后往內(nèi)鍋中加入試樣油，油面應達到帶有尖端標志的高度。蓋好內(nèi)鍋蓋，插入溫度計。3、打開溫控儀電源開關(guān)，把溫控選擇旋鈕放在所選擇的位置上，待溫度穩(wěn)定后即可開始測定200CC試樣油的流出時間。當油之粘度很大時（即恩格拉粘度大于100E時）為節(jié)省時間可測定100ml、50ml或20ml流出所需之時間，然后再將此時間換算為200ml的流出時間，此時分別乘以2.529、4.965或12.85即可。結(jié)構(gòu)簡圖試樣油量少時，可按下表的裝入量及流出量測定，其所需之流出時間再換算為200ml流出時所需之時

4、。試樣油采取量ml2045455060120流出量ml1020254050100換算為200ml流出時間之系數(shù)7.255.553.622.791.65五、實驗報告應包括下列內(nèi)容（1）實驗記錄可用下列格式名稱 日期： 年 月 日液體名稱溫度流出試驗粘度粘度平均值時間流量 說明測定粘度的意義及溫度對粘度的影響，將其關(guān)系畫在座標圖對實驗的準確性及造成誤差的原因加以說明。每種燃料油，在一種溫度下，測定三次粘度，最后取平均值作為該溫下的粘度。實驗二 燃料油閃火點及燃燒點的測定一、實驗目的了解液體燃料閃火點與燃料點的測定方法及差異。二、實驗原理當燃料油被加熱時，在油表面上將會發(fā)生油蒸汽。油溫越高蒸汽越多，

5、在規(guī)定的條件下加熱到它的蒸汽與空氣的混合所接觸火焰能發(fā)生閃火時的最低溫度稱為閃火點。當燃料油再繼續(xù)加熱，此時油蒸汽的發(fā)生速度也逐漸增加，在規(guī)定的條件下加熱到它的蒸汽能被接觸的火點著并燃燒不少于5秒鐘時的最低溫度稱為燃燒點。一般燃燒點比閃點高1035。閃點燃點的測定方法有很多，但大體上可以分為開放式及封閉式兩種，本實驗采用開放式閃火點與燃燒點測定（也叫開口杯法）。本裝置稱為“布林構(gòu)法”適用于測定潤滑油與深色石油產(chǎn)品的測定。開放式所測得之閃點要比封閉式高510。三、儀器說明儀器裝置如圖所示。1、溫度計；2、溫度計夾軸，3、立柱，4、內(nèi)坩堝；5、外坩堝，6、電爐部分，7、電爐托，8、電器裝置，9、點

6、火器部分四、操作步驟（1）把經(jīng)過處理后的內(nèi)坩堝，放入裝有細砂（經(jīng)過鍛燒）的外坩堝中，使細砂表面距離內(nèi)坩堝的口部邊緣約12毫米并使內(nèi)坩堝底部與外坩堝底部之間保持厚度為58毫米的砂層。對閃點在300以上的試樣進行測定時，內(nèi)外坩堝底部之間的砂層厚度允許酌量減薄，但在試驗時必須保持規(guī)定的升溫速度。（2）將試樣注入坩堝，對于閃點在210以上的試樣，液面距口部邊緣為18毫米（即內(nèi)坩堝內(nèi)的下刻線處）。試樣向內(nèi)坩堝注入時，不應濺出，而且液面以上的坩堝壁不應沾有試樣。（3）將裝好試樣的坩堝平穩(wěn)地放置在支架上的鐵環(huán)（或電爐）中，再將溫度計垂直地固定在溫度計夾上，并使溫度計的水銀球位于內(nèi)坩中央，與坩堝底和試樣液面的

7、距離大致相等。（4）加熱坩堝，使試樣逐漸升高溫度，當試樣溫度達到預計閃點前60時，調(diào)整加熱速度，使試樣溫度達到閃點前40時能控制升溫度為每分鐘升高4±1 。（5）試樣溫度達到預計閃點前20時，將點火器的火焰放到距離試樣液面1014毫米處，并在該處水平面上沿著坩堝內(nèi)徑作直線移動，從坩堝的一邊移至另一邊所經(jīng)過的時間為23秒鐘。試樣溫度每升高2應重復一次點火試驗。點火器的火焰長度，應預先調(diào)整為3-4毫米。（6）試樣液面上的最初出現(xiàn)藍色火焰時，立即從溫度計讀出溫度作為閃點的測定結(jié)果。注：試樣蒸氣的閃火同點火器火焰的閃光不應混淆，如果閃火現(xiàn)象不明顯，必須在試樣溫度升高2時繼續(xù)點火證實。（7）測

8、定試樣的閃點之后，應繼續(xù)對外坩堝進行加熱，使試樣的升溫速度為每分鐘升高4±1 。然后按方法（5）用點火器的火焰進行點火試驗。（8）試樣接觸火焰后立即著火并能持續(xù)燃燒不少于5秒鐘，此時立即從溫度計讀出溫度作為燃點的測定結(jié)果。五、說明（1）測定裝置應放在避風和光線較暗的地方，使閃點現(xiàn)象能看得清楚。（2）試樣中含水份大于0.1%時必須脫水，脫水處理是在試樣中加入新鍛燒并冷卻的食鹽，硫酸鈉或無水氯化鈣進行。閃點低于100的試樣脫水時不必加熱，其它試樣允許加熱到5080時用脫水劑脫水。脫水后，取試樣的澄清部分供試驗用。（3）大氣壓力低于74.5毫米汞柱時，試驗所測得的閃點要進行修正。六、試驗報

9、告應包括下列內(nèi)容（一）實驗記錄燃料名稱序號閃火點燃燒點12平均（二）取平均測定閃點兩個結(jié)果的算術(shù)平均值，作為試樣的閃點，但二次測定的誤差不能超過46。（三）取平均測定燃點兩個結(jié)果的算術(shù)平均值，作為試樣的燃點，但二次測定的誤差不能超過6。（四）說明閃點及燃點的意義，描述在測定閃點和燃點時見到的現(xiàn)象。（五）說明實驗結(jié)果的準確性及造成誤差的原因。實驗三 氣體燃料發(fā)熱量的測定一、實驗目的1、掌握氣體燃料（或沸點低于250的輕質(zhì)揮發(fā)性液體燃料）發(fā)熱量的測定方法。2、了解容克式熱量計的構(gòu)造，工作原理和操作。二、實驗基礎知識發(fā)熱量是表示燃料技術(shù)特性的重要指標之一。它的測定方法很多，本實驗采用最常用的容克式熱

10、量計。此法測定發(fā)熱量的基本原理是：使一定流量的氣體燃料（或揮發(fā)性液體燃料）完全燃燒所放出的熱量全部被一定流量的水吸收，當水的溫度穩(wěn)定時，根據(jù)同一時間燃料發(fā)的熱量和通過熱量的水量吸熱升高的溫度按下面公式即可求得燃料的發(fā)熱量。 （1）式中：V燃料的用量（在標準狀況下的體積）標米3； G在燃料用量為V時通過熱量計的水量，公斤；to水進入熱量后的溫度。C水的熱容量，千卡/公斤，。QH燃料的高發(fā)熱量，千卡/標米3。本熱量所求得的是高發(fā)熱量，它包含了燃料產(chǎn)物中水份凝結(jié)時所放出的熱量。但是，在工業(yè)上應用的是低發(fā)熱量QD，為求得QD應將份凝結(jié)時所放出的熱量從高發(fā)熱量QH中減去，即： 千卡/標米3 （2）式中：

11、W每米3燃料燃燒后凝結(jié)水的重量，公斤； 600每公斤蒸汽冷凝時所發(fā)出的熱量，千卡。上面兩公式只適用于被測定的燃料體積處于標準狀態(tài)下（0，760毫米水銀柱）的情況。本實驗中，燃料的體積是在工作狀態(tài)下的，因此需將它按下式換算為標準狀態(tài)。 （3）式中：工作狀態(tài)下的燃料體積米3 燃料在工作狀態(tài)下的絕對壓力，毫米水銀柱燃料在工作狀態(tài)下的溫度， 設： 則（1）式可寫成： 千卡/標米3本實驗中燃料進入熱量主以前要通過流量計測量流量，流量計中有水，所以燃料在通過時必定含有飽和和水蒸汽，而公式中的是指燃料干燥時的壓力，因而在決定時須從所測得的燃料飽和壓力中減少燃料在工作溫度下的飽和水蒸汽分壓，即：=燃料的絕對壓

12、力燃料在工作溫度下的飽和水蒸汽壓力各溫度下的飽和水蒸汽壓見附表（二）。（三） 實驗設備：容克式熱量計一套，其結(jié)構(gòu)如圖所示：A熱量計；B煤氣流量計；C煤氣壓力調(diào)節(jié)器，D量筒；表示水的流動方向 廢氣流動方向。1燃燒器；2廢氣溫度調(diào)節(jié)閥，3廢氣溫度計，4進水管，5水量調(diào)閥；6、7水銀溫度計；8三通閥，9冷凝水流出口；10放水閥；11保持進水壓的水箱；12保持出水壓力的汞箱。13煤氣溫度計；14煤氣壓力計；15重錘；16多余水量的流出口，17燃燒器支架。四、實驗步驟1、按圖檢查煤氣系統(tǒng)是否接好，溫度計、壓力主是否安裝緊密，閉好水閥“10”2、將三通閥“8”轉(zhuǎn)向出水口“17”并將水量調(diào)節(jié)閥拔到“4”“5

13、”之間，。打開水龍頭使水流入熱量計，但水量不能太大，以水不溢出水箱“11”為限。然后觀察水箱“12”是否有水流出。如經(jīng)一定時間后水箱“12”中無水，則檢查放水閥“10”是否關(guān)好。3、打開燃燒器“1”上的開關(guān)和煤氣管上的閥門，如流量計B的指針慢慢移動，煤氣壓力計“14”中的水柱平穩(wěn)上升，則可以點燃燒器。4、如煤氣壓力計“14”的讀數(shù)是40毫米水柱（即二液面差為40毫米），則將點燃后的燃燒器置于熱量計中（如圖所示），否則應加重或減少穩(wěn)壓器C上面的重錘“15”的片數(shù)，使煤氣壓力為40毫米水柱，燃燒器放入熱量計前應用燃燒器下部的圓片的轉(zhuǎn)動來調(diào)節(jié)空氣量，使火焰中藍色部分最短。5、燃燒器放入熱量計量，應位

14、于圓筒的中心然后固定在支架“19”上。6、燃燒器放入熱量計后，溫度計“6”的讀數(shù)開始升高，幾分鐘后即達穩(wěn)定，希望溫度計“6”與“7”讀數(shù)之差為1020，如不在此范圍內(nèi)，則轉(zhuǎn)動水量調(diào)節(jié)閥“5”使進入熱量計的水量增加或減少，以使溫度差回到該范圍，調(diào)節(jié)時，調(diào)節(jié)閥“5”的轉(zhuǎn)動不能太大，且轉(zhuǎn)動以后需等溫度達到穩(wěn)定時再進行轉(zhuǎn)動。7、轉(zhuǎn)動廢氣溫度調(diào)節(jié)閥“2”使溫度計“3”一溫度計“13”的讀數(shù)相等。8、當所有的溫度計和壓力計的讀數(shù)穩(wěn)定并合乎要求時，熱量計處于連續(xù)工作的狀態(tài)，這時才可以開始沒定發(fā)熱量，為了便于計算，每次試驗的煤氣量取為10升（即0.01米3 流量計指針轉(zhuǎn)兩圈）。在開始計煤氣量的同時，迅速拔動三

15、通閥“8”使從熱量計出來的水以出水口“18”流入量筒D中。當煤氣達到10升時即迅速拔動三通閥“8”使水經(jīng)出口“17”排入水槽中。在每次測定過程中需記錄溫度計“3、6、7”和壓力計“14”的讀數(shù)5次（即煤氣每流過2升記一次），然后取平均值進行計算。溫度計“6”和“7”的讀數(shù)應精確到0.1以下。在開始記煤氣量的同時，將100CC的量筒放在冷凝水出口“9”的下面，結(jié)束時可將它移開，由于冷凝水較少，可在實驗幾次后取平均值，大氣壓力由實驗室內(nèi)氣壓計測得。五、實驗結(jié)果和數(shù)據(jù)整理1、 實驗結(jié)果和數(shù)據(jù)列入下表中：煤氣名稱煤氣溫度： 煤氣溫度下的：飽和水蒸汽壓力S= 毫米水銀柱大氣壓力：P= 毫米水銀柱煤氣壓力

16、計壓力：h= 毫米水銀柱 實驗次數(shù) 水溫記錄次數(shù)第一次第二次第三次Ttottot to12345水升高的溫度t-to()平均通過的水量G（公斤）燃燒煤氣量V（米3）凝結(jié)水的重量g（公斤）2、將實驗結(jié)果按下式計算煤氣壓力：，毫米水銀柱，換算系數(shù)：工作狀態(tài)下燃料的發(fā)熱量：千卡/米3千卡/米3標準狀態(tài)下燃料的發(fā)熱量：千卡/標米3千卡/標米3六、實驗報告內(nèi)容要求1、簡述實驗原理和方法2、簡述實驗過程3、數(shù)據(jù)整理及結(jié)果4、分析誤差造成原因毫米水柱和毫米水銀柱換算表水柱水銀柱水柱水銀柱水柱水銀柱水柱水銀柱10.017141.63271.99402.9520.015151.91282.06413.0230.02161.26292.14423.1040.29171.25302.21433.1750.37181.32312.28443.2560.44191.40322.36453.3270.52201.47332.43463.3280.59211.55342.50473.4690.66221.62352.58483.54100.75231.69362.60493.61110.81241.77372.73503.68120.85251.