Bomb使用手册.docx
《Bomb使用手册.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《Bomb使用手册.docx（9页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
Bomb使用手册
氧彈（OxygenCombustionBomb）使用手冊
潘宜中2001/12/12
壹、說明
在「熱工實驗-燃料之發熱量測定」中，使用到氧彈測熱器（Carlorimeter）設備，該設備主要部分「氧彈」（OxygenCombustionBomb）為一密閉高壓罐，實驗時內置燃料試樣並充入氧氣，在高壓中點火燃燒，為防止燃燒過程發生意外，特別製作本手冊，手冊中分為注意事項、操作要領、燃燒不完全的可能原因及保養方法等四個部份，提供實驗人員（助教）閱讀並要求確實遵守，以確保實驗安全。
貳、注意事項
一未經實驗室教授同意，不可隨意變更燃燒試樣之種類及份量。
二不可加入過量的試樣，也不可加入燃燒時會劇烈反應引起爆炸的試樣。
三不可充入過量的氧氣，燃燒前壓力不可超過40atm（590psig）。
四氧彈未完全沉入冷卻水前，不可點火進行燃燒。
五當氧彈沉入冷卻水中，有任何一處發現氣泡產生時，不可點火進行燃燒。
六高揮發性燃燒試樣在未經特別密封處理（如第參部份第十項所述）前，不可加入氧彈進行燃燒。
七燃燒過程中不可靠近氧彈，燃燒結束20秒內不可移動氧彈。
八氧彈罐體應隨時保持良好狀況，如發現腐蝕、斑點或變質時，應立即置換，不可輕忽。
參、操作要領
一燃燒試樣的容許量
1.試樣份量以在氧氣中完全燃燒後，產生的熱量小於8000卡為限。
2.以重量計，試樣重量不可超過1公克，若包含可燃性膠囊、燃油或其他助燃物質，則重量不可超過1.1公克。
二固定點火線
1.量取10cm鎳合金點火線，兩端插入兩極孔眼如圖一，再拉下護套即可固定。
圖一、固定點火線
2.點火線彎曲至稍高於試樣表面即可，不必沉入試樣中。
三氧彈罐底盛水
1.為隔離高溫殘留物，減少罐底表面侵蝕，應在罐底留1ml蒸餾水。
四關閉氧彈
1.盛裝燃燒試樣的氧彈彈頭應先旋開洩氣閥，並潤濕230A密封環（如圖四）後再垂直不要旋轉放入罐頂。
2.手動旋緊螺旋蓋（不必使用螺旋鉗）直到最後一圈螺紋，中途如遇咬住，務必退開再繼續旋進，以免燃燒後咬死無法轉開。
五充氣
1.旋緊氧彈洩氣閥，將充氣接頭推入氧彈進氣閥，旋開氧氣瓶洩氣閥，旋開角度小於1/4轉。
2.慢慢旋開充氣控制閥，直到壓力錶指針達到指定壓力（15~25
kg/cm2；最高不可超過40atm）時，關閉控制閥，推出充氣接頭。
3.不慎超壓時應小心排出氧氣，移開彈頭，從量秤試樣開始，重新進行，不可繼續點火燃燒。
六點火
1.點火器電路如圖二，其中刻’10cm’的端帽和排在中間刻’common’的端帽分別以電線連接到氧彈頂部的兩個電極端帽。
2.將氧彈小心沉入盛水的橢圓形筒內，這時如發現有氣泡產生，不管多麼輕微，都應小心排出氧氣，移開彈頭，從量秤試樣開始，重新進行，不可繼續點火燃燒。
圖二、點火器電路圖
3.遠離氧彈壓下點火器上的點火按鈕，指示燈點亮約1/2秒後，因點火線燒斷而熄滅，持續壓住按鈕5秒鐘才放開。
4.燃燒期間，頭、手及身體任何部位都不可出現在氧彈正上方，燃燒結束20秒內不可靠近氧彈。
5.若壓下點火按鈕期間，指示燈持續點亮而不熄滅，表示可能點火電路系統短路，應將點火器送檢。
或點火線按裝不當，應小心排出氧氣，移開彈頭，重新按裝。
或氧彈頂部的兩個電極端帽絕緣不良，以致電壓漏至地線，因電壓不足而無法點燃試樣，應以電阻計檢查端帽並置換不良絕緣材料。
6.若壓下點火按鈕期間，指示燈一直不亮，表示點火電路系統斷路，應將點火器送檢。
7.若選擇熔點較低的點火線，為避免在被試樣燒斷前就先熔斷，應將氧彈頂部的兩個電極端帽分別以電線連接到點火器上刻’7cm’的端帽和排在中間刻’common’的端帽上。
七取出氧彈
1.燃燒後的氧彈在盛水的橢圓形筒內，停留至少3分鐘後方可取出。
2.以大於1分鐘的時間緩慢洩氣，排出殘餘氣體。
3.取出殘餘點火線測量長度，並以蒸餾水沖洗罐內殘留物作滴定試驗。
八重油試樣
1.重油含熱量極高，若盛試樣的金屬缽具太薄，或缽具緣口較薄的部分濺到重油，都會在燃燒過程中引燃該部分的金屬，金屬燃燒將釋出計算之外的熱量，融化的金屬氧化物更會破壞罐體內壁，因此使用金屬缽具前應先檢查缽壁，確定沒有任何部位在之前使用中損耗變薄。
2.直立狀電極也常被重油燃燒的火焰燒熔，引起上項所述問題，因此安置缽具時，常將缽具輕微傾斜，使火焰避開直立狀電極及環狀電極。
九粒狀試樣
1.粒狀試樣顆粒太大會燃燒不完全，顆粒太小會因燃燒過於激烈而噴出缽具外，因此建議壓成球狀再燃燒。
2.不可燃燒完全乾燥的粒狀試樣，以免過於激烈的燃燒火焰會燒到頂部的密封橡膠材料，適當的溼度可控制燃燒速度。
十高揮發性試樣
1.為防揮發損失及燃燒引起爆炸，高揮發性試樣可密封在0.9ml的膠囊內再進行燃燒，膠囊含熱量約4600cal/g，含硫量約0.35%，應在計算中加以修正。
2.膠囊應密封保存，定期作空囊試驗，取得正確的含熱量及含硫量。
3.高揮發性試樣也可置於白金缽具內如圖三，缽頂封以膠帶，膠帶材質以對氯和硫的敏感性越低越好，如Borden,’MysticTape’No.
M-169-c，或3MTransparentNo.610等均可。
4.膠帶上做個活動封口，封口下開個小孔，以注射器將高揮發性試樣從這個小孔注入，再蓋上封口。
膠帶中央並戳個小洞，使缽內外壓力平衡，以免充氣時膠帶破裂。
白金缽具安置於點火線下，使點火線正好接觸到膠帶。
圖三、白金缽具
肆、燃燒不完全的可能原因
試樣在氧彈中完全燃燒的兩個條件：
1.試樣的其中一部份必須被加熱到燃點，啟動燃燒，而該燃燒所釋出的熱量，必須足以抵銷金屬缽具的相對低溫，並提供試樣的其他部分繼續燃燒。
2.啟動燃燒後必須在罐體內產生足夠的擾流，將氧氣攜帶到試樣的其他部分助燃。
因此發現試樣不完全燃燒時，即可由上述兩個條件推論其可能原因如下：
1.充氣速度太快，使部份試樣被噴落缽具外。
2.粒狀試樣太過於鬆散（未加以捏擠成團），在劇烈燃燒中部份試樣被噴出缽具外。
3.粒狀試樣中包含太粗（超過60號網眼）的顆粒，該等顆粒無法完全燃燒。
4.點火電流太低，使溫度無法達到燃點。
或太高，使點火線在未引燃前便先熔斷了。
5.點火線沉入試樣中，點火線應彎曲至稍高於或輕觸試樣表面。
6.充氣氣壓太低，使助燃氧氣量不足。
或太高，使罐體內的擾流遲緩。
7.缽具至罐底之間的空間不足，缽具應至少高於罐底或罐底盛水水面上方1/2英吋以上，以免熱量散失。
8.多次試驗顯示，缽具使用前先加溫至480℃維持4小時，使其表面生成氧化層將有助於試樣的完全燃燒。
9.試樣中含水、含塵或含其他不燃性雜質量超過20%時，將導致試樣不完全燃燒，可在試樣中加入助燃物質改善。
10.充氣時取較低的指定壓力可使燃燒溫度較高，罐體內擾流較大，兩者皆有助於試樣完全燃燒，指定壓力範圍在20~35atm之間，最高不可超過40atm。
伍、保養方法
實驗人員（助教）應了解到，氧彈處於反覆高溫高壓環境，其密封組件亦常處於高應力狀態，因此即便微小不顯眼的磨損破裂都應警覺送修或置換，稍有輕忽怠惰便可能造成嚴重的意外，不可不慎！
氧彈的保養應注意事項如下：
1.氧彈沉入水中發現氣泡，並確定為密封組件洩漏時，應拆卸氧彈更換密封組件，較常更換的密封組件有230A、238A密封環及20VB閥座等如圖四。
2.兩個238A密封環及20VB閥座應每燃燒500次或每隔6個月更換一次，若燃燒含氯試樣則應減半，亦即每燃燒250次更換一次。
3.閥針上的397A壓力螺帽應保持旋緊，若稍有鬆脫在燃燒前不易察覺，但燃燒時遽昇的高壓熱氣由此衝出，將燒毀20VB閥座甚至整個彈頭。
4.序號11在電極上的238A密封環若太久未更換而老化變質，將造成絕緣不良，在彈頭部份錯誤燃燒引起計算外的熱量。
圖四、氧彈分解圖
序號
編號
英文名稱
中文名稱
1
103A
ScrewCap
螺旋蓋
2
230A
O-ring,2-3/8ID,Buna-N
230A密封環
3
394A12
Bombhead,bare
彈頭
394A12CL
Bombhead,bare,forchlorineservice
彈頭
4
A101A
Bombcylinder,soldonlywith103AscrewcapasPartNo.AA101A
罐體
A101ACL
Bombcylinderforchlorineservice,soldonlywith103AscrewcapasPartNo.AA101ACL
罐體
5
395A2
Inletvalvebody
進氣閥
6
415A
O-ring,7/16ID,Buna-N
7
238A
O-ring,3/16ID,Buna-N
238A密封環
8
403A
Checkvalve
9
411A
Terminalnut
電極端帽
10
143AC
Insulator,Delrin
11
238A
O-ring,3/16ID,Buna-N
238A密封環
12
388A
Spacer
13
SC1932SC10
Soc.hd.Setscrew
14
278A3
Adapterbushing
15
404A2
Deflectornut
16
406A
Locknut
17
5A10
Loopelectrodewithsleeve
環狀電極
18
4A10
Straightelectrodewithsleeve
直立狀電極
19
401A
Sleeveinsulator
20
96AC
Electrodeinsulator
21
402A
Electrodecore
22
406A
Locknut
23
407A
Valveknob
24
398A
Locknut
25
400A
Valveneedle
閥針
A420A
Valveneedlewithknob（Nos.23,24,25）
26
397A
Compressionnut
397A壓力螺帽
27
396A
Outletvalvebody
洩氣閥
28
7VBCM
Washer,Monel
29
378A
Packingcup
30
20VB
Valveseat,Kel-F
20VB閥座
CompleteAssemblies
AA101A
Bombcylinderwith103Ascrewcap
AA101ACL
Bombcylinderforchlorineservicewith103Ascrewcap
A416A3
Bombheadassembly
A416A3CL
Bombheadassemblyforchlorineservice
陸、參考資料
1.PARRINSTRUMENTCOMPANY,”OPERATINGINSTRUCTIONS
forthe1108OxygenCombustionBomb”,No.205M
2.PARRINSTRUMENTCOMPANY,”AnalyticalMethodsforOxygenBombs”,No.207M
3.”熱工實驗-燃料之發熱量測定”
4.劉正良教授,”國立台灣大學機械工程學系暨研究所實驗室安全、應變及環保須知”,1996.7.
升级会员 