燃燒性能測(cè)定及氣體爆炸實(shí)驗(yàn)

燃燒性能測(cè)定及氣體爆炸實(shí)驗(yàn)1實(shí)驗(yàn)內(nèi)容著火點(diǎn)測(cè)試實(shí)驗(yàn)可燃材料氧指數(shù)測(cè)定實(shí)驗(yàn)氣體爆炸實(shí)驗(yàn)著火點(diǎn)測(cè)試實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

實(shí)驗(yàn)原理

實(shí)驗(yàn)儀器和材料

實(shí)驗(yàn)操作方法

注意事項(xiàng)著火點(diǎn)測(cè)試實(shí)驗(yàn)知識(shí)點(diǎn)回顧

可燃物在空氣或氧氣中燃燒，必須要達(dá)到該物質(zhì)著火燃燒所需要的最低溫度，這個(gè)最低溫度叫做該物質(zhì)的著火點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?）加深了解著火點(diǎn)的意義;（2）了解DW-02型點(diǎn)著溫度測(cè)定儀的組成；（3）掌握著火點(diǎn)測(cè)試實(shí)驗(yàn)的基本原理；（4）掌握DW-02型點(diǎn)著溫度測(cè)定儀的使用方法。一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

在一定溫度下,固體可燃物料會(huì)揮發(fā)或蒸發(fā)出一部分的可燃燒氣體或蒸汽,當(dāng)溫度升高到某一數(shù)值時(shí),揮發(fā)或蒸發(fā)出的可燃?xì)怏w或蒸汽的濃度足夠高,以致被明火點(diǎn)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(diǎn)。著火點(diǎn)又稱燃點(diǎn)。對(duì)固體燃料來說，著火點(diǎn)的高低跟表面積的大小、組織的粗細(xì)、導(dǎo)熱系數(shù)的大小等都有關(guān)系，顆粒越細(xì)，表面積越大，著火點(diǎn)越低；導(dǎo)熱系數(shù)越小，著火點(diǎn)越低。對(duì)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(qiáng)的大小也都有關(guān)系。二、實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)使用DW-02型點(diǎn)著溫度測(cè)定儀進(jìn)行，其主要技術(shù)指標(biāo)如下：（1）爐溫：150℃～450℃之間任意一點(diǎn)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(dòng)：≤±1.5℃。

三、實(shí)驗(yàn)儀器及材料DW-02型點(diǎn)著溫度測(cè)定儀點(diǎn)火器打火機(jī)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(shí)驗(yàn)服護(hù)目鏡

三、實(shí)驗(yàn)儀器及材料儀器調(diào)整（1）將對(duì)號(hào)插頭插入座內(nèi)，合上總電源，按下電源開關(guān)，指示燈即亮，然后撥動(dòng)“升溫←→降溫”手柄（在爐體側(cè)面），使其通風(fēng)孔封閉（手柄在“升溫”位置）。（2）設(shè)定溫度：按出“降溫/升溫”按鈕，按下“設(shè)定/測(cè)量”按鈕，然后旋轉(zhuǎn)“溫度調(diào)節(jié)”旋鈕，觀察儀器面板上的數(shù)顯器（左上角）將溫度設(shè)定好后，再按出“設(shè)定/測(cè)量”按鈕，此時(shí)看到的看到的溫度值是實(shí)際爐體升溫的值，此時(shí)需要注意“設(shè)定/測(cè)量”按鈕應(yīng)處于按出狀態(tài)。（3）爐體升溫至設(shè)定溫度后，恒溫5～10min(手表)即可進(jìn)行試驗(yàn)。（4）試驗(yàn)結(jié)束時(shí)按下“降溫”按鈕，撥動(dòng)“升溫←→降溫”手柄進(jìn)行降溫，爐溫降到常溫下，工作人員方可離開試驗(yàn)場(chǎng)所。

四、實(shí)驗(yàn)操作方法實(shí)驗(yàn)步驟（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)裝置的調(diào)整步驟1～3，將實(shí)驗(yàn)裝置調(diào)整到要求的狀態(tài)。（2）把銅錠爐加熱到預(yù)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(yù)先放在銅錠爐頂上加熱,鑷子），并起動(dòng)秒表計(jì)時(shí)。（4）當(dāng)觀察到有蒸氣揮發(fā)出時(shí)，將點(diǎn)火火焰(點(diǎn)火器+打火機(jī))置于蓋的噴嘴上方2mm處晃動(dòng)。火焰長(zhǎng)度10～15mm左右，如果在開始5min(手表)內(nèi)，噴嘴上沒有（或有）連續(xù)5s(秒表)的火焰，則按“儀器調(diào)整”的要求，每次將爐溫升高（或降低）10℃，用新的試樣重新試驗(yàn)，直到測(cè)得噴嘴上出現(xiàn)連續(xù)5s以上火焰時(shí)的最低溫度為止，并記錄此刻溫度。

四、實(shí)驗(yàn)操作方法實(shí)驗(yàn)步驟（續(xù)）（5）每個(gè)預(yù)定的溫度做三個(gè)試樣，若有兩個(gè)沒有5s以上的火焰，則將爐溫升高10℃，再做三個(gè)試樣，如有兩個(gè)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(diǎn)著溫度。（6）按“儀器調(diào)整”的要求（步驟4）,對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行降溫處理。

四、實(shí)驗(yàn)操作方法設(shè)定溫度（恒溫5-10min）點(diǎn)火測(cè)試試樣準(zhǔn)備干燥木粉φ0.5-1mm1g/包天平稱量3試樣手表計(jì)時(shí)5min內(nèi)被點(diǎn)燃火焰持續(xù)5s+僅2試樣成功試驗(yàn)結(jié)束3試樣成功失敗失敗溫度-10℃溫度+10℃記錄試驗(yàn)現(xiàn)象是否否是否是否注：如果試驗(yàn)出現(xiàn)反復(fù)震蕩現(xiàn)象，升高或降低溫度依次折半是實(shí)驗(yàn)流程

四、實(shí)驗(yàn)操作方法（1）點(diǎn)燃點(diǎn)火器時(shí)，注意安全，火焰長(zhǎng)度不宜過長(zhǎng)；

（2）添加試樣時(shí)，應(yīng)使用工具，不可直接用手操作，以防燙傷;（3）實(shí)驗(yàn)完畢后，及時(shí)關(guān)閉電源，爐溫降到常溫下，工作人員方可離開試驗(yàn)場(chǎng)所。

五、注意事項(xiàng)試樣現(xiàn)象溫度123著火點(diǎn)測(cè)試7實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄可燃材料氧指數(shù)測(cè)定實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

實(shí)驗(yàn)原理

實(shí)驗(yàn)儀器和材料

實(shí)驗(yàn)操作方法

注意事項(xiàng)可燃材料氧指數(shù)測(cè)定實(shí)驗(yàn)

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康蘑泵鞔_氧指數(shù)的定義及其用于評(píng)價(jià)高聚物材料相對(duì)燃燒性的原理；⒉了解HC-2型氧指數(shù)測(cè)定儀的結(jié)構(gòu)和工作原理；⒊掌握運(yùn)用HC-2型氧指數(shù)測(cè)定儀測(cè)定常見材料氧指數(shù)的基本方法；⒋評(píng)價(jià)常見材料的燃燒性能。氧指數(shù)（OxygenIndex），是指在規(guī)定的試驗(yàn)條件下，試樣在氧氮混合氣流中，維持平穩(wěn)燃燒（即進(jìn)行有焰燃燒）所需的最低氧氣濃度，以氧所占的體積百分?jǐn)?shù)表示。

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

二、實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)儀器：HC-2型氧指數(shù)測(cè)定儀實(shí)驗(yàn)材料：有機(jī)塑料圖1HC-2型氧指數(shù)測(cè)定儀外觀圖

三、實(shí)驗(yàn)儀器及材料1：燃燒筒2：試樣夾3：點(diǎn)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(zhuǎn)子流量計(jì)12：調(diào)節(jié)閥13：燃燒著的試樣圖2氧指數(shù)測(cè)試裝置

三、實(shí)驗(yàn)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(zhǎng)/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(shí)驗(yàn)儀器及材料⑴計(jì)算氧和氮的流量。燃燒柱內(nèi)混合氣體流速（4±1cm/s），初始總流量為10L/min，再分別計(jì)算出不同比例氧和氮的流量。

四、實(shí)驗(yàn)操作方法實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與方法實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與方法⑵取標(biāo)準(zhǔn)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(nèi)試樣夾中⑶選定試驗(yàn)所需初始氧濃度。

四、實(shí)驗(yàn)操作方法實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與方法⑷開啟氧、氮鋼瓶閥門，調(diào)節(jié)減壓閥，壓力為0.2－0.3MPa。調(diào)節(jié)穩(wěn)定流速的氧、氮，轉(zhuǎn)子流量計(jì)的浮子調(diào)節(jié)至工作位置。HC-2型氧指數(shù)測(cè)定儀工作壓力0.1MPa。用調(diào)節(jié)好流量的氧氮混合氣沖洗燃燒筒至少30s。

四、實(shí)驗(yàn)操作方法實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與方法⑸點(diǎn)燃試樣。用點(diǎn)火器從試樣的頂部中間點(diǎn)燃，試樣頂端全部著火后，立即移去點(diǎn)火器。點(diǎn)燃試樣時(shí)，若在30s內(nèi)不能點(diǎn)燃，則應(yīng)增大氧濃度，繼續(xù)點(diǎn)燃，直至30s內(nèi)點(diǎn)燃為止。

四、實(shí)驗(yàn)操作方法實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與方法⑹點(diǎn)燃試樣后，立即開始記時(shí)，觀察試樣的燃燒長(zhǎng)度及燃燒行為。①試樣的燃燒時(shí)間超過3min，或燃燒長(zhǎng)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(shí)驗(yàn)操作方法實(shí)驗(yàn)內(nèi)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(gè)點(diǎn)，要求這四個(gè)點(diǎn)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(shí)驗(yàn)操作方法實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與方法⑺在上述測(cè)試范圍內(nèi)，縮小步長(zhǎng)，從低到高，氧濃度每升高0.5%重復(fù)一次以上測(cè)試，觀察現(xiàn)象，并記錄。⑻根據(jù)上述測(cè)試結(jié)果確定氧指數(shù)

。

四、實(shí)驗(yàn)操作方法⒈在調(diào)節(jié)氧氣、氮?dú)鉂舛群?，必須用調(diào)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(nèi)的空氣。⒉點(diǎn)燃試樣時(shí)，注意安全，火焰長(zhǎng)度1～2cm；勿使火焰碰到試樣的棱邊和側(cè)表面。⒊試驗(yàn)完畢后，及時(shí)關(guān)閉氣體閥門。

五、注意事項(xiàng)氣體爆炸實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

實(shí)驗(yàn)原理

實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)

實(shí)驗(yàn)步驟

注意事項(xiàng)氣體爆炸實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?．通過管道內(nèi)氣體燃燒爆炸實(shí)驗(yàn)，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ǎ莆諝怏w燃燒爆炸實(shí)驗(yàn)的基本技能和實(shí)驗(yàn)方法；2．了解實(shí)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(dòng)力學(xué)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(yīng)前氣體混合情況，燃燒分為預(yù)混燃燒和擴(kuò)散燃燒。預(yù)混燃燒就是燃料和氧化劑在反應(yīng)前已經(jīng)混合好。擴(kuò)散燃燒是燃料和氧化劑邊擴(kuò)散邊燃燒。通常預(yù)混燃燒速度要比擴(kuò)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(yù)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(dāng)點(diǎn)火能量大于可燃?xì)怏w的最小點(diǎn)火能量時(shí)，可燃?xì)怏w被點(diǎn)燃，并在容器中傳播。當(dāng)可燃混合氣的組成接近燃燒反應(yīng)的化學(xué)恰當(dāng)反應(yīng)比例時(shí)，所需的最小點(diǎn)火能最小。二、實(shí)驗(yàn)原理

三、實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)燃燒管配氣系統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)壓力探測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)時(shí)間控制系統(tǒng)

碳鋼圓管（長(zhǎng)2m、內(nèi)徑50mm、外徑60mm）燃燒管

三、實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)配氣系統(tǒng)氣瓶減壓閥質(zhì)量流量控制器質(zhì)量流量顯示儀二級(jí)混合器

三、實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)配氣系統(tǒng)示意圖

三、實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)電容儲(chǔ)能放電點(diǎn)火電極放電時(shí)的點(diǎn)火能量用下式計(jì)算：

其中：C為100μF，

U為600V，得名義點(diǎn)火能為18J。

點(diǎn)火系統(tǒng)

三、實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)采用昆山雙橋生產(chǎn)的CYG1401型高頻壓力變送器，如圖所示。量程：0-1Mpa

上升時(shí)間：0-1μS至0-0.2μS

特點(diǎn)：采用感壓膜片齊平封裝設(shè)計(jì)，徹底消除管腔效應(yīng)，因而傳感器具有極高的頻響，極快的上升時(shí)間。

壓力探測(cè)系統(tǒng)

三、實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)

數(shù)據(jù)采集儀型號(hào)：HIOKI8860

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

三、實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)時(shí)間控制系統(tǒng)可編程邏輯控制器（PLC）型號(hào)：SiemensS7-200PLC發(fā)出信號(hào)觸發(fā)數(shù)據(jù)采集儀延遲100ms觸發(fā)點(diǎn)火器時(shí)間控制系統(tǒng)框圖

三、實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)物圖

三、實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)

四、實(shí)驗(yàn)步驟1、按照實(shí)驗(yàn)裝置示意圖裝配好實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)（包括各類傳感器、點(diǎn)火裝置和配氣系統(tǒng)的安裝與連接）；2、調(diào)試好測(cè)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(fù)壓－0.006M