燃烧性能测定及气体爆炸实验

燃烧性能测定及气体爆炸实验,1,实验内容,着火点测试实验 可燃材料氧指数测定实验 气体爆炸实验,着火点测试实验,着火点测试实验,知识点回顾 可燃物在空气或氧气中燃烧，必须要达到该物质着火燃烧所需要的最低温度，这个最低温度叫做该物质的着火点。 实验目的 （1）加深了解着火点的意义; （2）了解DW-02型点着温度测定仪的组成； （3）掌握着火点测试实验的基本原理； （4）掌握DW-02型点着温度测定仪的使用方法。,一、实验目的,在一定温度下,固体可燃物料会挥发或蒸发出一部分的可燃烧气体或蒸汽,当温度升高到某一数值时,挥发或蒸发出的可燃气体或蒸汽的浓度足够高,以致被明火点燃后能形成持续的火焰(5s),则能出现这种现象的最低温度即称为着火点。 着火点又称燃点。对固体燃料来说，着火点的高低跟表面积的大小、组织的粗细、导热系数的大小等都有关系，颗粒越细，表面积越大，着火点越低；导热系数越小，着火点越低。对液体燃料和气体燃料来说，火焰接触它们的情况和外界压强的大小也都有关系。,二、实验原理,DW-02型点着温度测定仪 点火器 打火机 试样包若干(事先制备,干燥木粉,0.5-1mm粒径,天平称量) 镊子 漏斗 手表/秒表 手套 实验服 护目镜,三、实验仪器及材料,仪器调整 （1）将对号插头插入座内，合上总电源，按下电源开关，指示灯即亮，然后拨动“升温降温”手柄（在炉体侧面），使其通风孔封闭（手柄在“升温”位置）。 （2）设定温度：按出“降温/升温”按钮，按下“设定/测量”按钮，然后旋转“温度调节”旋钮，观察仪器面板上的数显器（左上角）将温度设定好后，再按出“设定/测量”按钮，此时看到的看到的温度值是实际炉体升温的值，此时需要注意“设定/测量”按钮应处于按出状态。 （3）炉体升温至设定温度后，恒温510min(手表)即可进行试验。 （4）试验结束时按下“降温”按钮，拨动“升温降温”手柄进行降温，炉温降到常温下，工作人员方可离开试验场所。,四、实验操作方法,实验步骤 （1）根据实验装置的调整步骤13，将实验装置调整到要求的状态。 （2）把铜锭炉加热到预定温度，并使之恒温。 （3）将装有1g试样的容器放入铜锭炉的孔中(漏斗)，盖上盖子（盖子预先放在铜锭炉顶上加热,镊子），并起动秒表计时。 （4）当观察到有蒸气挥发出时，将点火火焰(点火器+打火机)置于盖的喷嘴上方2mm处晃动。火焰长度1015mm左右，如果在开始5min(手表)内，喷嘴上没有（或有）连续5s(秒表)的火焰，则按“仪器调整”的要求，每次将炉温升高（或降低）10，用新的试样重新试验，直到测得喷嘴上出现连续5s以上火焰时的最低温度为止，并记录此刻温度。,四、实验操作方法,实验步骤（续） （5）每个预定的温度做三个试样，若有两个没有5s以上的火焰，则将炉温升高10，再做三个试样，如有两个出现5s以上火焰的最低温度，将其修约到十位数，即为材料的点着温度。 （6）按“仪器调整”的要求（步骤4）,对实验装置进行降温处理。,四、实验操作方法,实验流程,四、实验操作方法,（1）点燃点火器时，注意安全，火焰长度不宜过长； （2）添加试样时，应使用工具，不可直接用手操作，以防烫伤; （3）实验完毕后，及时关闭电源，炉温降到常温下，工作人员方可离开试验场所。,五、注意事项,着火点测试,7 实验数据记录,可燃材料氧指数 测定实验,可燃材料氧指数测定实验,一、实验目的,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； 了解HC-2型氧指数测定仪的结构和工作原理； 掌握运用HC-2型氧指数测定仪测定常见材料氧指数的基本方法； 评价常见材料的燃烧性能。,氧指数（Oxygen Index），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（即进行有焰燃烧）所需的最低氧气浓度，以氧所占的体积百分数表示。,二、实验原理,把一定尺寸的试样垂直夹持于透明燃烧筒内，向上通入一定比例的氧氮气流。点着试样的上端，记录持续燃烧时间或燃烧过的距离，试样的燃烧时间超过3min或火焰前沿超过50mm标线时，降低氧浓度；试样的燃烧时间不足3min或火焰前沿不到标线时，增加氧浓度，如此反复操作，从上下两侧逐渐接近规定值，至两者的浓度差小于0.5。,二、实验原理,实验仪器： HC-2型氧指数 测定仪 实验材料： 有机塑料,图1 HC-2型氧指数测定仪外观图,三、实验仪器及材料,三、实验仪器及材料,试样的制作要求,外观要求：试样表面清洁、平整光滑，无影响燃烧行为的缺陷，如气泡、裂纹、飞边、毛刺等。,三、实验仪器及材料,计算氧和氮的流量。燃烧柱内混合气体流速（41cm/s），初始总流量为10L/min，再分别计算出不同比例氧和氮的流量。,四、实验操作方法,实验内容与方法,实验内容与方法,取标准试样10根，试样一端50mm处划线，将另一端垂直插入燃烧柱的内试样夹中 选定试验所需初始氧浓度。,四、实验操作方法,实验内容与方法,开启氧、氮钢瓶阀门，调节减压阀，压力为0.20.3MPa。调节稳定流速的氧、氮，转子流量计的浮子调节至工作位置。HC-2型氧指数测定仪工作压力0.1MPa。用调节好流量的氧氮混合气冲洗燃烧筒至少30s。,四、实验操作方法,实验内容与方法,点燃试样。用点火器从试样的顶部中间点燃，试样顶端全部着火后，立即移去点火器。点燃试样时，若在30s内不能点燃，则应增大氧浓度，继续点燃，直至30s内点燃为止。,四、实验操作方法,实验内容与方法,点燃试样后，立即开始记时，观察试样的燃烧长度及燃烧行为。 试样的燃烧时间超过3min，或燃烧长度超过50mm，记“”；降低氧的浓度。 试样燃烧在3min和50mm之前熄灭，记“”，提高氧浓度。,四、实验操作方法,实验内容与方法,在氧的体积百分浓度的整数位上寻找这样相邻的四个点，要求这四个点处的燃烧现象为“” ，此范围即为所确定的临界氧浓度的大致范围。,四、实验操作方法,实验内容与方法,在上述测试范围内，缩小步长，从低到高，氧浓度每升高0.5%重复一次以上测试，观察现象，并记录。 根据上述测试结果确定氧指数 。,四、实验操作方法,在调节氧气、氮气浓度后，必须用调节好流量的氧氮混合气流冲洗燃烧筒至少30s，以便排出燃烧筒内的空气。 点燃试样时，注意安全，火焰长度12cm；勿使火焰碰到试样的棱边和侧表面。 试验完毕后，及时关闭气体阀门。,五、注意事项,气体爆炸实验,气体爆炸实验,一、实验目的,1通过管道内气体燃烧爆炸实验，掌握最大爆炸压力、最大爆炸压力上升速率、爆炸极限等基本概念，熟悉压力传感器和火焰传感器的基本原理和使用方法，掌握气体燃烧爆炸实验的基本技能和实验方法； 2了解实际工业装置气体爆炸过程的基本规律，了解此类装置气体爆炸过程所表现出来的局部动力学特征。了解爆炸过程的压力、火焰传播速度的分布规律以及爆炸过程发展的各种影响因素。,根据反应前气体混合情况，燃烧分为预混燃烧和扩散燃烧。预混燃烧就是燃料和氧化剂在反应前已经混合好。扩散燃烧是燃料和氧化剂边扩散边燃烧。通常预混燃烧速度要比扩散燃烧速度快得多。气体的燃烧速度通常以火焰传播速度来衡量。 预混燃烧要求可燃性气体浓度位于爆炸极限之间，即大于其爆炸下限，小于其爆炸下限。 当点火能量大于可燃气体的最小点火能量时，可燃气体被点燃，并在容器中传播。当可燃混合气的组成接近燃烧反应的化学恰当反应比例时，所需的最小点火能最小。,二、实验原理,三、实验系统,碳钢圆管（长2m、内径50mm、外径60mm）,燃烧管,三、实验系统,配气系统,气瓶 减压阀 质量流量控制器 质量流量显示仪 二级混合器,三、实验系统,配气系统示意图,三、实验系统,电容储能放电点火 电极放电时的点火能量用下式计算： 其中： C为100F， U为600V， 得名义点火能为18J。,点火系统,三、实验系统,采用昆山双桥生产的CYG1401型高频压力变送器，如图所示。 量程：0-1Mpa 上升时间：0-1S至0-0.2S 特点：采用感压膜片齐平封装设计，彻底消除管腔效应，因而传感器具有极高的频响，极快的上升时间。,压力探测系统,三、实验系统,数据采集仪型号：HIOKI8860,数据采集系统,三、实验系统,时间控制系统,可编程逻辑控制器（PLC） 型号：Siemens S7-200,时间控制系统框图,三、实验系统,实验装置实物图,三、实验系统,四、实验步骤,1、按照实验装置示意图装配好实验系统（包括各类传感器、点火装置和配气系统的安装与连接）； 2、调试好测试系统，检查各种部件的线路，并确保连接良好； 3、抽真空至负压0.006MPa，检查装置气密性，可静置两分钟，看真空压力表压力波动情况，正常后关闭真空表开关； 4、向装置内充入一