燃料及燃烧实验指导书.docx
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燃料及燃烧实验指导书
实验五燃料油粘度的测定
一、实验目的：
了解体粘度的工业测定方法及温度对粘度的影响。
二、实验基本知识
粘度是表示流体质点之间磨擦力大小的一个物理指标，粘度大，即磨擦大，其流动性小，根据牛顿定律：
——内磨擦力；
——粘性系数（粘度）
A——面积
——速度梯度
如各值均采用C、G、S制时，的单位则为泊（Poise）。
测定粘度的方法有很多，但多采用测定油由细管流出速度的方法。
在工业上采用在一定条件下，一定容量的油，由细管流出时所需要的时间来表示粘度。
工业上用粘度计的种类也很多，如恩格拉（Engler）粘度计，塞波尔（Saybolt）粘度计，雷德乌德（Reiwood）粘度计等。
本实验采用恩格拉粘计度，测定的结果为恩格拉粘度（0E）。
同一粘度的液体和不同粘度计所测得的数字均不同，但可互相换算。
用恩格拉粘度计测定粘度的方法是：
在实验的温度下测定200CC试样油流出小管所需之时间，该时间用在20℃时200C水流出所需之时间除得之商，即表示该燃料油在实验温度下的粘度。
20℃的水流出200CC的流出时间为50~52秒，实验时不时行这项测定，仅取时间为52秒。
三、实验设备：
实验装置如图所示（图见下页）
（1）控温仪探头；
（2）手动搅拌器；（3）恩氏粘度计；（4）加热器；（5）内锅盖；（6）内锅；（7）外锅；（8）木栓；（9）流出管；（10）脚，（11）粘度计瓶；（12）调整螺丝；（13）温控仪。
四、实验步骤：
1、先在外锅中加入加热浴之水（水面最低应比油面高10mm）然后把控温仪探头固定在支架上，头部要插入水中。
2、用木栓堵住内锅底部之小孔，然后往内锅中加入试样油，油面应达到带有尖端标志的高度。
盖好内锅盖，插入温度计。
3、打开温控仪电源开关，把温控选择旋钮放在所选择的位置上，待温度稳定后即可开始测定200CC试样油的流出时间。
当油之粘度很大时（即恩格拉粘度大于100E时）为节省时间可测定100CC、50CC或20CC流出所需之时间，然后再将此时间换算为200CC的流出时间，此时分别乘以2.529、4.965或12.85即可。
结构简图
试样油量少时，可按下表的装入量及流出量测定，其所需之流出时间再换算为200CC流出时所需之时。
试样油采取量CC
20
45
45
50
60
120
流出量CC
10
20
25
40
50
100
换算为200CC流出时间之系数
7.25
5.55
3.62
2.79
1.65
五、实验报告
应包括下列内容
（1）实验记录
可用下列格式
名称日期：
年月日
液体名称
温度℃
流出试验
粘度
粘度平均值
时间
流量
说明测定粘度的意义及温度对粘度的影响，将其关系画在座标图
对实验的准确性及造成误差的原因加以说明。
每种燃料油，在一种温度下，测定三次粘度，最后取平均值作为该温下的粘度。
实验六燃料油闪火点及燃烧点的测定
一、实验目的
了解液体燃料闪火点与燃料点的测定方法及差异。
二、实验原理
当燃料油被加热时，在油表面上将会发生油蒸汽。
油温越高蒸汽越多，在规定的条件下加热到它的蒸汽与空气的混合所接触火焰能发生闪火时的最低温度称为闪火点。
当燃料油再继续加热，此时油蒸汽的发生速度也逐渐增加，在规定的条件下加热到它的蒸汽能被接触的火争点着并燃烧不少于5秒钟时的最低温度称为燃烧点。
一般燃烧点比闪点高10~35℃。
闪点燃点的测定方法有很多，但大体上可以分为开放式及封闭式两种，本实验采用开放式闪火点与燃烧点测定（也叫开口杯法）。
本装置称为“布林构法”适用于测定润滑油与深色石油产品的测定。
开放式所测得之闪点要比封闭式高5~10℃。
三、仪器说明
仪器装置如图所示。
1、温度计；2、温度计夹轴，3、立柱，4、内坩埚；5、外坩埚，6、电炉部分，7、电炉托，8、电器装置，9、点火器部分
四、操作步骤
（1）把经过处理后的内坩埚，放入装有细砂（经过锻烧）的外坩埚中，使细砂表面距离内坩埚的口部边缘约12毫米并使内坩埚底部与外坩埚底部之间保持厚度为5~8毫米的砂层。
对闪点在300℃以上的试样进行测定时，内外坩埚底部之间的砂层厚度允许酌量减薄，但在试验时必须保持规定的升温速度。
（2）将试样注入坩埚，对于闪点在210℃以上的试样，液面距口部边缘为18毫米（即内坩埚内的下刻线处）。
试样向内坩埚注入时，不应溅出，而且液面以上的坩埚壁不应沾有试样。
（3）将装好试样的坩埚平稳地放置在支架上的铁环（或电炉）中，再将温度计垂直地固定在温度计夹上，并使温度计的水银球位于内坩中央，与坩埚底和试样液面的距离大致相等。
（4）加热坩蜗，使试样逐渐升高温度，当试样温度达到预计闪点前60℃时，调整加热速度，使试样温度达到闪点前40℃时能控制升温度为每分钟升高4±1℃。
（5）试样温度达到预计闪点前20℃时，将点火器的火焰放到距离试样液面10~14毫米处，并在该处水平面上沿着坩埚内径作直线移动，从坩埚的一边移至另一边所经过的时间为2~3秒钟。
试样温度每升高2℃应重复一次点火试验。
点火器的火焰长度，应预先调整为3-4毫米。
（6）试样液面上的最初出现蓝色火焰时，立即从温度计读出温度作为闪点的测定结果。
注：
试样蒸气的闪火同点火器火焰的闪光不应混淆，如果闪火现象不明显，必须在试样温度升高2℃时继续点火证实。
（7）测定试样的闪点之后，应继续对外坩埚进行加热，使试样的升温度速度为每分钟升高4±1℃。
然后按方法（5）用点火器的火焰进行点火试验。
（8）试样接触火焰后立即着火并能持续燃烧不少于5秒钟，此时立即从温度计读出温度作为燃点的测定结果。
五、说明
（1）测定装置应放在避风和光线较暗的地方，使闪点现象能看得清楚。
（2）试样中含水份大于0.1%时必须脱水，脱水处理是在试样中加入新锻烧并冷却的食盐，硫酸钠或无水氯化钙进行。
闪点低于100℃的试样脱水时不必加热，其它试样允许加热到50~80℃时用脱水剂脱水。
脱水后，取试样的澄清部分供试验用。
（3）大气压力低于74.5毫米汞柱时，试验所测得的闪点要进行修正。
六、试验报告
应包括下列内容
（一）实验记录
燃料名称
序号
闪火点℃
燃烧点℃
1
2
平均
（二）取平均测定闪点两个结果的算术平均值，作为试样的闪点，但二次测定的误差不能超过4~6℃。
（三）取平均测定燃点两个结果的算术平均值，作为试样的燃点，但二次测定的误差不能超过6℃。
（四）说明闪点及燃点的意义，描述在测定闪点和燃点时见到的现象。
（五）说明实验结果的准确性及造成误差的原因。
实验七气体燃料发热量的测定
一、实验目的
1、掌握气体燃料（或沸点低于250℃的轻质挥发性液体燃料）发热量的测定方法。
2、了解容克式热量计的构造，工作原理和操作。
二、实验基础知识
发热量是表示燃料技术特性的重要指标之一。
它的测定方法很多，本实验采用最常用的容克式热量计。
此法测定发热量的基本原理是：
使一定流量的气体燃料（或挥发性液体燃料）完全燃烧所放出的热量全部被一定流量的水吸收，当水的温度稳定时，根据同一时间燃料发的热量和通过热量的水量吸热升高的温度按下面公式即可求得燃料的发热量。
（1）
式中：
V——燃料的用量（在标准况下的体积）标米3；
G——在燃料用量为V时通过热量计的水量，公斤；
to—水进入热量后的温度℃。
C——水的热容量，千卡/公斤，℃。
QH——燃料的高发热量，千卡/标米3。
本热量所求得的是高发热量，它包含了燃料产物中水份凝结时所放出的热量。
但是，在工业上应用的是低发热量QD，为求得QD应将份凝结时所放出的热量从高发热量QH中减去，即：
千卡/标米3
（2）
式中：
W——每米3燃料燃烧后凝结水的重量，公斤；
600——每公斤蒸汽冷凝时所发出的热量，千卡。
上面两公式只适用于被测定的燃料体积处于标准状态下（0℃，760毫米水银柱）的情况。
本实验中，燃料的体积是在工作状态下的，因此需将它按下式换算为标准状态。
（3）
式中：
——工作状态下的燃料体积米3
——燃料在工作状态下的绝对压力，毫米水银柱
——燃料在工作状态下的温度，℃
设：
则
（1）式可写成：
千卡/标米3
本实验中燃料进入热量主以前要通过流量计测量流量，流量计中有水，所以燃料在通过时必定含有饱和和水蒸汽，而公式中的是指燃料干燥时的压力，因而在决定时须从所测得的燃料饱和压力中减少燃料在工作温度下的饱和水蒸汽分压，即：
=燃料的绝对压力－燃料在工作温度下的饱和水蒸汽压力
各温度下的饱和水蒸汽压见附表
（二）。
（三）实验设备：
容克式热量计一套，其结构如图所示：
A—热量计；B—煤气流量计；C—煤气压力调节器，D—量筒；→—表示水的流动方向…—废气流动方向。
1—燃烧器；2—废气温度调节阀，3—废气温度计，4—进水管，5—水量调阀；6、7—水银温度计；8—三通阀，9—冷凝水流出口；10—放水阀；11—保持进水压的水箱；12—保持出水压力的汞箱。
13—煤气温度计；14——煤气压力计；15—重锤；16—多余水量的流出口，17—燃烧器支架。
四、实验步骤
1、按图检查煤气系统是否接好，温度计、压力主是否安装紧密，闭好水阀“10”
2、将三通阀“8”转向出水口“17”并将水量调节阀拔到“4”“5”之间，。
打开水龙头使水流入热量计，但水量不能太大，以水不溢出水箱“11”为限。
然后观察水箱“12”是否有水流出。
如经一定时间后水箱“12”中无水，则检查放水阀“10”是否关好。
3、打开燃烧器“1”上的开关和煤气管上的阀门，如流量计B的指针慢慢移动，煤气压力计“14”中的水柱平稳上升，则可以点燃烧器。
4、如煤气压力计“14”的读数是40毫米水柱（即二液面差为40毫米），则将点燃后的燃烧器置于热量计中（如图所示），否则应加重或减少稳压器C上面的重锤“15”的片数，使煤气压力为40毫米水柱，燃烧器放入热量计前应用燃烧器下部的圆片的转动来调节空气量，使火焰中蓝色部分最短。
5、燃烧器放入热量计量，应位于圆筒的中心然后固定在支架“19”上。
6、燃烧器放入热量计后，温度计“6”的读数开始升高，几分钟后即达稳定，希望温度计“6”与“7”读数之差为10~20℃，如不在此范围内，则转动水量调节阀“5”使进入热量计的水量增加或减少，以使温度差回到该范围，调节时，调节阀“5”的转动不能太大，且转动以后需等温度达到稳定时再进行转动。
7、转动废气温度调节阀“2”使温度计“3”一温度计“13”的读数相等。
8、当所有的温度计和压力计的读数稳定并合乎要求时，热量计处于连续工作的状态，这时才可以开始没定发热量，为了便于计算，每次试验的煤气量取为10升（即0.01米3流量计指针转两圈）。
在开始计煤气量的同时，迅速拔动三通阀“8”使从热量计出来的水以出水口“18”流入量筒D中。
当煤气达到10升时即迅速拔动三通阀“8”使水经出口“17”排入水槽中。
在每次测定过程中需记录温度计“3、6、7”和压力计“14”的读数5次（即煤气每流过2升记一次），然后取平均值进行计算。
温度计“6”和“7”的读数应精确到0.1℃以下。
在开始记煤气量的同时，将100CC的量筒放在冷凝水出口“9”的下面，结束时可将它移开，由于冷凝水较少，可在实验几次后取平均值，大气压力由实验室内气压计测得。
五、实验结果和数据整理
1、实验结果和数据列入下表中：
煤气名称
煤气温度：
℃
煤气温度下的：
饱和水蒸汽压力
S=毫米水银柱
大气压力：
P=毫米水银柱
煤气压力计压力：
h=毫米水银柱
实验次数
水温
记录次数
第一次
第二次
第三次
T
to
t
to
t
to
1
2
3
4
5
水升高的温度t-to（℃）平均
通过的水量G（公斤）
燃烧煤气量V’（米3）
凝结水的重量g（公斤）
2、将实验结果按下式计算
煤气压力：
，毫米水银柱，换算系数：
工作状态下燃料的发热量：
千卡/米3
千卡/米3
标准状态下燃料的发热量：
千卡/标米3
千卡/标米3
六、实验报告内容要求
1、简述实验原理和方法
2、简述实验过程
3、数据整理及结果
4、分析误差造成原因
毫米水柱和毫米水银柱换算表
水柱
水银柱
水柱
水银柱
水柱
水银柱
水柱
水银柱
1
0.017
14
1.63
27
1.99
40
2.95
2
0.015
15
1.91
28
2.06
41
3.02
3
0.02
16
1.26
29
2.14
42
3.10
4
0.29
17
1.25
30
2.21
43
3.17
5
0.37
18
1.32
31
2.28
44
3.25
6
0.44
19
1.40
32
2.36
45
3.32
7
0.52
20
1.47
33
2.43
46
3.32
8
0.59
21
1.55
34
2.50
47
3.46
9
0.66
22
1.62
35
2.58
48
3.54
10
0.75
23
1.69
36
2.60
49
3.61
11
0.81
24
1.77
37
2.73
50
3.68
12
0.85
25
1.84
38
2.80
13
0.96
26
1.92
39
2.88
饱和水蒸汽压力
温度t℃
饱和蒸汽压水银柱m/m
温度t℃
饱和蒸汽压水银柱m/m
温度t℃
饱和蒸汽压水银柱m/m
0
4.60
10
9.17
20
17.39
1
4.91
11
9.79
21
18.50
2
5.30
12
10.46
22
19.63
3
5.69
13
11.16
23
20.89
4
6.10
14
11.90
24
20.18
5
6.53
15
12.70
25
23.55
6
7.00
16
13.54
26
24.99
7
7.50
17
14.42
27
25.51
8
8.02
18
15.36
28
26.10
9
8.57
19
16.35
29
26.78
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