《燃烧学》实验指导书给级Word文档下载推荐.docx

1、明确实验中应记录的数据和注意事项。3认真思考实验中发现的问题。4每位学生都必须准备好实验报告，用于实验时作原始记录。5实验要求：在实验记录本上简单扼要地写明实验目的、内容和步骤，实验注意事项和观察的现象、原始数据记录项目及表格等，作为预习报告，若不符合要求或草率者需重写后方能进行实验。二、实验学生在实验中应做到：1按实验指导书提供的方法，步骤认真操作，仔细观察实验现象。2按照要求及时并如实记录原始数据，实验现象和结果。3实验过程中应勤于思考，发现问题，进行分析并加以解决。4实验完成后，原始记录经教师检查，认为符合要求后，按实验室工作规则结束实验，经教师同意后方可离开实验室。三、实验报告实验结束

2、后，要求在规定的时间内写出实验报告。其内容包括：实验目的、简单原理、实验装置或仪器、实验数据及处理、现象及讨论等。经指导教师审查，如实验报告不符合要求，必须重做实验或重写报告。实验一 煤的发热量测定一、实验目的 本实验采用氧弹式量热计测定煤的发热量。了解氧弹量热计的原理、构造和使用方法，学会用其测定固定试样的燃烧热。二、实验关键 1、用天平称量要准确，尽量做到既不引进杂质，又不丢失样品。 2、充氧时注意旋紧氧弹盖，以免漏气而燃烧不完全。三、实验原理煤的发热量测定是将可燃物质煤、氧化剂及其容器与周围环境隔离，测定燃烧前后系统温度的升高值T，再根据系统的热容C，可燃物质的质量m，计算每克物质的燃烧

3、热Q。即系统的热容，一般是利用已知燃烧热的标准物质在相同条件下完全燃烧，根据其燃烧前后系统温度的变化A，质量，每克煤的燃烧热Qfdt。1. 目的用氧弹量热计测定萘的燃烧热，确定不同的热量计的热容量K。2. 原理在适当的条件下，几乎所有的有机物都能迅速而完全地进行氧化反应，这就为准确测定它们的燃烧热创造了有利条件。为了使被测物质能迅速而完全燃烧，就需要有强有力的氧化剂。在实验中经常使用压力为2530大气压（25333039 kPa）的氧气作为氧化剂。用GR-3500型氧弹量热计进行实验时，氧弹放置在装有一定量水的水桶中，水桶外是空气隔热层，再外面是温度恒定的水夹套。标准燃烧热指的是：在标准状态下

4、，1mol物质完全燃烧成同一温度的指定产物（C和H的燃烧产物为CO2，H2O）的焓变化。用cHm 表示。在氧弹量热计中，可测得物质的定容摩尔燃烧热cUm：若气体为理想气体，忽略压力影响，则cHm = cUm nRT式中，n燃烧前后气体的物质的量的变化。样品在体积固定的氧弹中燃烧放出的热；引火丝燃烧放出的热和由氧气中微量的氮气氧化成硝酸的生成热，大部分被水桶中的水吸收；另一部分则被氧弹、水桶、搅拌器及温度计等所吸收，在量热计与环境没有热交换的情况下，可写出如下的热量平衡式：Qvaqb1.43c = whtc总t式中：Qv被测物质的定容燃烧热（卡/克）；a被测物质的重量（克）；q引火丝的燃烧热（卡

5、/克）（铁丝为6699J/g，镍丝为2512J/g），b烧掉了的引火丝重量（克）；1.43硝酸生成热为59774J/摩，当用0.1000mol.L-1NaOH来滴定生成的硝酸时，每毫升碱相当于1.43卡；c滴定生成的硝酸时，耗用0.0100mol.L-1 NaOH毫升数（要求不严格时可忽略）；w水桶中的水重（克），h水的比热（J/克度）；C总氧弹、水桶的总热容（J/度）；t与环境无热交换时的真实温差（度）。如在实验时保持水桶中水量一定，把上式右端常数合并得到下式：aqb1.43c = Kt （*）K=（wh + c总）J/度，称为量热计的水当量。实际上，氧弹式量热计不是严格的绝热系统，加之由于

6、传热速度的限制，燃烧后由最低温度达最高温度需一定的时间，在这段时间里系统与环境难免发生热交换，因而从温度计上读得的温差就不是真实的温差t。为此，必须对读得的温差进行校正，下面是常用的经验公式： （*）V点火前，每半分钟量热计的平均温度变化；V1样品燃烧使量热计温度达最高而开始下降后，每半分钟的平均温度变化；m点火后，温度上升很快（大于每半分钟0.3）的半分钟间隔数；r点火后，温度上升较慢的半分钟间隔数。在考虑了温差校正后，其实温差t应该是：t= t高t低t校正 t低点火前读得量热计的最低温度；t高点火后，量热计达到最高温度后，开始下降的第一个读数。 从（*）式可知，要测得样品的Qv必须知道仪器

7、常数（仪器的水当量）K。测定的方法是以一定量的已知燃烧的标准物质（常用苯甲酸，其Qv = 6329卡/克）在相同的条件下进行实验，测得t低、t高，并用（*）式算出t校正后，就可按（*）式算出K值。若实验所采用的仪器是WGR-1G微电脑量热计，其特点是铅电阻探头测温，计算机读数计算、人工调制温差、人工称水、装水。氧弹和内筒是仪器的主体，即实验所研究的系统。系统与外筒隔以空气绝热层，下方有绝热垫片架起，上方有绝热盖板覆盖，以减少对流和蒸发。为了减少辐射及控制环境温度恒定，外筒中灌满与系统温度相近的水。为使系统温度很快达到均匀，还装有内筒搅拌装置。铅电阻测温探头测得温度信号，通过测温卡放大，模拟转换

8、传送给计算机，计算机将测温卡传递过来的温度信号进行数据处理，运算、显示结果，并且通过温度控制器控制搅拌、点火，测试完毕后自动打印有关数据、图形及结果。3. 仪器与试剂（1）氧弹量热计（附压片机）1台；移液管；分析天平l台； 2升容量瓶1个；50毫升碱式滴定管l支；150毫升锥形瓶1个。（2）分析纯苯甲酸；分析纯萘；引火丝；纯氧气；棉纱 0.1000mol.L-1NaOH标准溶液；酚酞指示剂。 注： 内试剂若实验要求不严格时可不用。 AC500量热仪 专用分析测试软件 氧弹量热计 氧弹结构示意图四、实验步骤（一） 量热计常数热容量K的测定1. 在分析天平上准确称量苯甲酸片（成品）；或在台秤上称取

9、约0.4克标准级苯甲酸，用布擦净压片机，然后把压片模装在压片机上，从上口装入台秤粗称过的苯甲酸，进行压片。压片若被沾污，可用小刀刮净，然后在干净的玻璃板上轻轻敲击23次，再在分析天平上准确称量。2. 用手拧开氧弹盖，将其放在专用架上，装好专用的石英杯或不锈钢杯，用移液管取10毫升蒸馏水放入氧弹中。3. 取定长度（准确）的引火丝穿过药片，然后将两端固定在引火电极上，盖好并用手拧紧盖。关好出气口，拧下进气管上的螺钉；换接上导气管的螺钉，导气管的另一端与氧气钢瓶上的氧气减压阀连接。打开钢瓶上的闷门缓缓进气，达2530大气压后，关好钢瓶阀门及减压阀，拧下氧弹上导气管的螺钉，把原来的螺钉装上，用万用表检

10、查氧弹上导电的两极是否通路，若不通，则需放出氧气，打开弹盖进行检查。（为了便于着火，药片上可绕几圈棉花。）4. 在两极上接上点火导线，装上已调好的贝克曼温度计（或量热温度计），盖好盖子。 在量热计夹套中装自来水，铜水桶中装入3L自来水。然后把氧弹放入铜水桶中，若水尚未淹至弹盖上缘，还应加入一定量的水（如250或500毫升等）用手扳动搅拌器，检查浆叶是否与器壁相碰；开动搅拌器。5. 待温度变化基本稳定后，开始读点火前最初阶段的温度，每隔半分钟读一次，共10个间隔，该数完毕，立即按电钮点火。指示灯熄灭表示着火，继续每半分钟读一次温度，直至温度开始下降后。再读取最后阶段的10次读数，便可停止实验。温

11、度上升很快阶段的温度读数可较粗略，最初阶段和最后阶段则需精密到0.002。6. 停止实验后关闭搅拌器，先取下温度计，再打开量热计盖，取出氧弹并将其拭干，打开放气阀门缓缓放气，放完气后，拧开盖子，检查燃烧是否完全，若弹内有炭黑或未燃烧的试祥时，则应认为实验失败。若燃烧完全，则量取燃烧后剩下的引火丝长度。（并用少量蒸馏水洗涤氧弹内壁，将洗涤液收集在150毫升锥形瓶中，煮沸片刻，用酚酞作指示剂，以0.1000mol.L-1NaOH滴定。（二） 煤发热量的测定1. 在台秤上称取11.2克（精确至0.0002克）对发热量高的煤，采用低值，发热量低或水当量大的热量计，可采用高值。2. 以下步骤同上。数据处

12、理：根据实验数据计算:（1） 量热计的水当量（热容量K）。（2） 分析试样的弹筒发热量Qfdt，测定结果按下式计算：Qfdt-分析试样的弹筒发热量Qfdt，J/g；G-分析试样的重量，g；其他同上。（3） 高位发热量的计算：1 高位发热量按以下公式计算： J/g94.2煤中每1%硫的校正值，J/g； Sdtf由弹筒洗液测得煤的含硫量，%； a硝酸校正系数，对于贫烟和无烟煤为0.001，其他煤取0.0015。当煤中全硫含量低于4%，或发热量大于14654 J/g时，可用全硫或可燃硫代替Sdtf。2 可按下列公式将分析基结果换算为应用基：Qydt应用基高位发热量，J/g； Wy应用基全水分，%；

13、Wf分析基水分含量，%。3 低位发热量的计算和换算：QydW应用基低位发热量， J/g； Hy应用基氢的含量，%。五、思考题1、在使用氧气钢瓶及氧气减压阀时应注意哪些规则?2、氧弹发热量与高低位发热量有何区别？3、常用的热量计有哪几种类型?它们的差别是什么？实验二 闪点的测定（1）掌握可燃液体闪点的定义及液体存在闪燃现象的原因；（2）掌握闭口、开口闪点测定仪的使用和实测技术。二、实验原理各种液体的表面都有一定量蒸气存在，其浓度取决于该液体的温度。可燃（易燃）液体表面或容器内的蒸气与空气混合而形成混合可燃气体，遇火焰接触时能闪出火花，但随即熄灭，这种瞬间燃烧的过程称为闪燃，液体能发生闪燃的最低温

14、度叫闪点（下限闪点温度）。简言之，闪点就是可燃（易燃）液体在空气中或在液面附近产生蒸气，其浓度足够被点燃时的最低温度。闪点是衡量燃烧液体火灾危险性的一个重要参数，它是液体易燃性分级的依据。闭杯闪点等于或低于61的液体为易燃液体。按闪点的高低易燃液体又可分为低闪点液体（闪点18）、中闪点液体（18闪点23）和高闪点液体（23闪点61）三类。三、主要仪器、材料和试剂仪器：SYD-3536B型开口闪点测定仪；SYD-261B型闭口闪点测定仪；大气压力计；点火器；闪点仪用温度计；试剂：石油产品。 SYD-3536B型开口闪点测定仪 SYD-261B型闭口闪点测定仪四、实验内容及步骤（一）实验内容测定石

15、油产品的闪点。（二）实验步骤闭口闪点测定步骤：1将试样倒入油杯中，放在加热器内，盖上油杯盖，连接好开盖连接板。2开启电源开关。3点燃并调整引火火焰，使其符合试验方法要求。4输入予闪点值，按“予闪”键后再按启动键，测量过程则自动开始，以下加温测量打印过程即可完成。5闪点发生后，发光屏上温度值后位会出现“一”的字样，待整机再次开盖点火后，会自动显示出闪点值，并锁存此数值，此时冷却电机开动，搅拌停止，打印出检测数据，自动关闭气源。6切断电源，移开连接杆，将油杯盖轻轻抬起，用毛刷或脱水纸轻轻擦净电极搅拌叶片及感温头上油样，再把油杯取出，更换试样进行下一次测定。7根据需要可以在接“启动”键前输入日期年月

16、日时分及油大气压值，则输出时一并打印出气压修正后的结果。8其他功能强制冷却：输入数字“3”后，再按“气压”键，风扇电机开始工作，按“复位”键后，风冷停止。开口闪点测定步骤：1将试样倒入油杯中，油的多少要适量，到油杯中的刻线为宜。装好油的油杯放在加热器内，放下大臂。4按以上操作步骤进行操作，这样加温，控制打印，显示等过程即可自动完成。5闪点发生后，温度屏上显示出闪点温度，并打印出测量数据，自动关闭气源。6切断电源，抬起大臂，将用毛刷或脱水纸轻轻擦净电极搅拌叶片及感温头上油样，再把油杯取出，更换试样进行下一次测定。五、数据处理1. 数据记录室温（） 大气压力（mmHg） 试样名称时 间电 压（V）

17、温 度（）现 象备 注2. 大气压力的校正大气压力高于775或低于745mmHg时，试验所得闪点按下式修正（计算到1）：在760mmHg时的闪点，；在测定时mmHg下的闪点，；修正系数，；。六、思考题1影响闪点测定值的因素有哪些？2本实验需注意的问题是什么？3闪点的估算方法有哪些？4对于同一种油品，分别用开口和闭口测定方法测得的闪点有何区别，说明原因？实验五 水平垂直燃烧测定实验1、掌握CFZ-3型水平垂直燃烧测定仪的使用方法。2、预测塑料或其它自撑材料的质量控制和燃烧性分类。1、基本概念（1） 有焰燃烧（after-flame）：在规定的实验条件下，移开点火源后，材料火焰持续的燃烧。（2）

18、有焰燃烧时间（after-flame time）：在规定的实验条件下，移开点火源后，材料保持有焰燃烧的时间。（3） 无焰燃烧（after-glow）：在规定的实验条件下，移开点火源后，当有焰燃烧终止或无火焰产生时，材料保持辉光的燃烧。（4） 无焰燃烧时间（after-glow time）：在规定的实验条件下，当有焰燃烧终止或移开点火源后，材料持续无焰燃烧的时间。2、基本原理水平或垂直地夹住试样一端，对试样自由端施加规定的气体火焰，通过测量线性燃烧速度（水平法）或有焰燃烧时间（垂直法）等来评价试样的燃烧性能。水平垂直燃烧特性实验是控制材料耐燃质量和评价产品的有力手段，应用范围广泛。三、仪器性能及

19、技术指标CFZ-3水平垂直燃烧测定仪，是参照国际标准ISO1210-92塑料-水平和垂直试样与小火点火源接触时燃烧性能的测定之方法，根据国家标准B/T2408-1996塑料燃烧性能试验方法-水平和垂直法的规定设计的一种高智能化实验室用阻燃材料测试仪器。 1 技术指标水平垂直燃烧测定仪环境温度：室温40 相对湿度：75% 电源电压：220V10V 50Hz 气源：天然气、液化石油气计时精度：10s0.2s，300.2s 2 本生灯规格：本生灯：管长10010mm内径：9.50.5mm本生灯可倾斜：20、30、45本生灯蓝色火焰高：20mm40mm 3 金属网筛 固定在试样下的水平金属网，与试样最

20、下边间距10mm，试样自由端与金属网筛边缘对齐。 4 垂直实验时，在托物盘里水平铺置撕薄的脱脂棉层，尺寸为50mm50 mm，其自然厚度为6mm。在实验过程中，必须记录是否有滴落物及滴落物是否引燃脱脂棉。 5 水平法：对试样施加火焰时间为30s。 6 垂直法：对试样施加火焰时间为10s。 7试样尺寸：尺寸方法长宽厚每组数量mm水平法125513.00.33.00.23垂直法四、仪器的显示操作系统 1 面板顺序排列的八位数显示，第一位显示为试验次数，五个试样分别用A、B、C、D、E五个符号来表示，选用垂直法时，在试样或读出的过程中，该数码右下角的亮点分别表示施加火焰的次数。该点暗时，表示对某个试

21、样第一次施加火焰，此时只记录有焰燃烧时间。该点亮时，表示对某个试样第二次施加火焰，此时既要记有焰燃烧时间，又要记录无焰燃烧时间。 2由2、3、4三个数码管组成的时间记录器，在垂直燃烧试验时，用以显示本次试验的有焰燃烧时间，显示时间的单位为秒（精度0.1秒）。 3由5、6、7、8四个数码管组成的时间记录器，在垂直燃烧试验时，用以显示诸次有焰燃烧的积累时间；与无焰燃烧指示灯配合，用以显示无焰燃烧时间；在水平燃烧试验时，用以显示测量的时间；在两种试验方法施加火焰时，均采用倒计数的方式显示施焰的剩余时间（精度0.1秒）。 4 键盘及开关复位：复位键。返回：返回键，按此键使仪器返回到初始状态“P”。清零

22、：清零键，该键只有在数码显示器上显示“P”的初始状态时，才起到清零作用。显示为其他状态时，该键起不到清零作用。运行：运行键，按此键显示出垂直或水平符号时，以确定某种方式。当显示点火试验时，用以启动电机，向试样施加火焰。退火：退火键，在垂直燃烧过程中，如遇不正常现象，按此键结束该试样试验，该试样定级为94V-2。在水平燃烧试验中，在施焰时间内，火焰前沿已燃至第一标记线25mm时，按此键将停止施焰，本生灯退回30秒指示灯亮，并且立即开始记录时间。不合格：不合格键，在垂直燃烧法试验中，在施加火焰时间内，火焰蔓延至支架夹具时，按此键判定该试样的试样结束，水平燃烧法中，按此键无效。计时：计时键，用以控制

23、记录时间的开始与终止。选择：选择键，按此键用以选择水平或垂直燃烧试验方法，（在仪器的初始状态“P”时）。读出：读出键，按此键用以读出当某一个试验结束时的试验数据。手动/自动：手动、自动选择按键，选择手动时指示灯亮，选择到自动时，仪器进入自动状态，自动指示灯亮。点动进给、点动退出：当选择手动状态时，按进或退两个键，可控制开本生灯的进火和退回。电源开关“一”为开，“O”为关。燃气调节开关调节燃气气量。五、 仪器操作步骤（一）水平法 1 在试样的宽面上垂直于长轴方向距点火端25mm和100mm各划一条标线，在25mm 标记的最近端与横轴倾斜45位置夹住试样。 2 在试样下部的支架放置一个水盘。 3

24、灯管在垂直位置时，点着本生灯并调节，产生20mm的蓝色火焰，并将本生灯倾斜45 4 开电源复位返回清零，显示初始状态P。 5 按选择键，选择水平，水平法的指示灯亮，表示选择了水平法进行第一次试样实验。 6 按运行键，本生灯移至试样一端，对试样施加火焰，显示A、SYXXX、X表示正在施焰在计时面板上以倒计时的方式显示施焰剩余时间，在这一步骤中可能出现两种情况。 情况1：当施焰时间剩余3秒钟时，蜂鸣器报警，施焰时间结束，本生灯自动退回原位，显示A.d-b?（火焰前沿到第一标线了吗？）这时可能出现两种选择： 1-1 火焰未烧到第一标线即熄灭，连续按计时键两次数码管显示b.dH，表明A符合最好的标准。

25、 1-2 火焰前沿燃至第一标线按计时键，显示A.XXX.X，开始计时，下面也可能有两种选择。 1-2-1火焰前沿燃至第二标线按计时键，显示b.dh，计时停止，这时操作者应记录实际燃烧长度为75mm， 便于计算燃烧速度。 1-2-2 火焰在燃烧途中熄灭，按计时键，显示b.Dh，计时停止，这时操作者应测量实际燃烧长度，按下式计算燃烧速度： 线性燃烧速度，mm/min； 烧损长度，mm； 时间，s。 情况2：施加火焰时间未到30s，火焰前沿燃到第一标线时，按退火，本生灯退回，30s灯亮，时间计数器开始自动计时。显示A.XXX.X。以下两种情况分别见1-2-1和1-2-2，当完成试样A的测试后，需要继

26、续做试样B时，则重新安装试样并点火。重复上述步骤。 结果评定：分级标志 材料的燃烧性能，按点燃后的燃烧行为，可分为四级（符合FH表示水平燃烧）： FH-1：移开点火源后，火焰熄灭，燃烧前沿未达到25mm标线； FH-2：移开点火源后，燃烧前沿越过25mm标线，但未达到100mm标线。在 FH-2级中，燃损长度应写进分级标志，如FH-2-70mm； FH-3：移开点火源后，燃烧前沿越过100mm标线，对于厚度在3至13mm的试样，其燃烧速度不大于40mm/min；对于厚度小于3mm的试样，燃烧速度不大于75mm/min。在FH-3级中，线性燃烧速度应写进分级标志，如FH-3-30mm/min；

27、FH-4：除先性燃烧速度大于规定值外，其余与FH-3级相同，其燃烧速度也应写进分级标志，如FH-4-60mm/min。 如果被试材料3根试样分级标志数字不完全一致，则应报告其中数字最高的类级，作为该材料的一级标志。（二）垂直法 1用垂直夹具夹住试样一端，将本生灯移至试样底边中部调节试样高度，使试样下端与灯管标尺齐平。 2点着本生灯并调节使之产生20mm高的蓝色火焰。 3开电源复位返回清零，显示初始状态P。 4按选择键，选择垂直，垂直法的指示灯亮。 5按运行键，本生灯移至试样下端，对试样施加火焰，显示ASYXXX.X，表示正在施加火焰。在计时面板上以倒计时的方式显示施焰剩余时间。当施焰时间剩余3秒钟时，蜂鸣器报警，提醒操作者准备下一步的操作，施焰时间结束，本生灯自动退回原位，“有焰燃烧”指示灯亮，显示信息为AXX.XXXX.X，中间2、3、4三个数码管显示本次有焰燃烧的时间，右边5、6、7、8四个数码管显示诸次有焰燃烧的累积时间。 6当有焰燃烧结束时，按计时键。显示A.d H。按运行键开始本试样的