氧指数实验方法Word文档下载推荐.docx

1、（3.00.5mm）3。试样数量：每组应制备10个标准试样4。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。5.试样的标线：距离点燃端50mm处划一条刻线.五.实验内容及方法1.检查气路，确定各部分连接无误，无漏气现象.2.确定实验开始时的氧浓度:根据经验或试样在空气中点燃的情况,估计开始实验时的氧浓度。如试样在空气中迅速燃烧,则开始实验时的氧浓度为18%左右；如在空气中缓慢燃烧或时断时续，则为21%左右;在空气中离开点火源即马上熄灭，则至少为25。根据经验，确定该地板革氧指数测定实验初始氧浓度为26%。氧浓度确定后,在混合气体的总流量为10l/min的

2、条件下，便可确定氧气、氮气的流量。例如，若氧浓度为26，则氧气、氮气的流量分别为2。5l/min和7.5l/min.3.安装试样：将试样夹在夹具上，垂直地安装在燃烧筒的中心位置上（注意要划50mm标线），保证试样顶端低于燃烧筒顶端至少100mm，罩上燃烧筒（注意燃烧筒要轻拿轻放）.4.通气并调节流量:开启氧、氮气钢瓶阀门，调节减压阀压力为0。20。3MPa（由教员完成），然后开启氮气和氧气管道阀门（在仪器后面标注有红线的管路为氧气，另一路则为氮气,应注意：先开氮气，后开氧气，且阀门不宜开得过大）,然后调节稳压阀，仪器压力表指示压力为0.10。01MPa,并保持该压力（禁止使用过高气压）。调节流

3、量调节阀，通过转子流量计读取数据（应读取浮子上沿所对应的刻度），得到稳定流速的氧、氮气流。应注意：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（排出燃烧筒内的空气）.5.点燃试样:用点火器从试样的顶部中间点燃,勿使火焰碰到试样的棱边和侧表面。在确认试样顶端全部着火后,立即移去点火器，开始计时或观察试样烧掉的长度。点燃试样时，火焰作用的时间最长为30s，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.6.确定临界氧浓度的大致范围：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。若燃烧终止，但在1s内又自发再燃，则继续观察和记时。如果试样

4、的燃烧时间超过3min，或燃烧长度超过50mm（满足其中之一），说明氧的浓度太高,必须降低，此时记录实验现象记“”，如试样燃烧在3min和50mm之前熄灭,说明氧的浓度太低，需提高氧浓度，此时记录实验现象记“”。如此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“”.例如若氧浓度为26%时,烧过50mm的刻度线，则氧过量,记为“，下一步调低氧浓度，在25做第二次,判断是否为氧过量，直到找到相邻的四个点为氧不足、氧不足、氧过量、氧过量，此范围即为所确定的临界氧浓度的大致范围.7.在上述测试范围内，缩小步长，从低到高,氧浓度每升高0.4%重复一次以上测试，观察现象,并

5、记录。8.根据上述测试结果确定氧指数OI。六。 实验数据记录与结果处理1。实验数据记录实 验 次 数12345678910氧 浓 度，%氮 浓 度，%燃烧时间（s）燃烧长度（mm）燃 烧 结 果说明:第二、三行记录的分别是氧气和氮气的体积百分比浓度（需将流量计读出的流量计算为体积百分比浓度后再填入）。第四、五行记录的燃烧长度和时间分别为：若氧过量（即烧过50mm的标线），则记录烧到50mm所用的时间；若氧不足，则记录实际熄灭的时间和实际烧掉的长度。第六行的结果即判断氧是否过量，氧过量记“”,氧不足记“。2.数据处理根据上述实验数据计算试样的氧指数值OI,即取氧不足的最大氧浓度值和氧过量的最小氧

6、浓度值两组数据计算平均值。材料性能评价：根据氧指数值评价材料的燃烧性能。七.实验注意事项1.试样制作要精细、准确，表面平整、光滑。2.氧、氮气流量调节要得当，压力表指示处于正常位置，禁止使用过高气压，以防损坏设备.流量计、玻璃筒为易碎品，实验中谨防打碎。八.思考题什么叫氧指数值？如何用氧指数值评价材料的燃烧性能?2.HC2型氧指数测定仪适用于哪些材料性能的测定?如何提高实验数据的测试精度?实验二 可燃液体的闪点和燃点测定实验掌握可燃液体闪点、燃点的定义及液体存在闪燃现象的原因；掌握用开口杯、闭口杯闪点测定仪测量可燃液体的闪点和燃点的方法。二.实验原理当液体温度比较低时，由于蒸发温度低，蒸发速度

7、慢，液面上方形成的蒸气分子浓度比较小，可能小于爆炸下限，此时蒸气分子与空气形成的混合气体遇到火源是不能被点燃的.随着温度的不断升高，蒸气分子浓度增大,当蒸气分子浓度增大到爆炸下限的时候，可燃液体的饱和蒸气与空气形成的混合气体遇到火源会发生一闪即熄灭的现象，这种一闪即灭的瞬时燃烧现象称为闪燃。在规定的实验条件下，液体表面发生闪燃时所对应的最低温度称为该液体的闪点。在闪点温度下，液体只能发生闪燃而不能出现持续燃烧。这是因为在闪点温度下，可燃液体的蒸发速度小于其燃烧速度,液面上方的蒸气烧光后蒸气来不及补充，导致火焰自行熄灭。继续升高温度，液面上方蒸气浓度增加，当蒸气分子与空气形成的混合物遇到火源能够

8、燃烧且持续时间不少于5秒时，此时液体被点燃，它所对应的温度称为该液体的燃点.从消防观点来看，闪燃是火险的警告，着火的前奏。掌握了闪燃这种燃烧现象,就可以很好地预防火灾发生或减少火灾造成的危害。三.实验仪器基本部分：盛油样的容器、加热升温装置、控温电路、测温装置、点火源1.手动开口杯闪点和燃点测定仪：内坩埚、外坩埚、气体导管、温度计、电炉、电气装置、挡风板等。内坩埚在距上口边缘12mm及18mm内壁处各有一道刻线，气体导管喷口火焰能调节成直径为34mm的球形火焰，支架是由底座、立杆、电炉托、温度计夹组成,电炉托、温度计夹和紧固螺钉固定在支柱上，并可上、下调节高度，温度计夹应保证温度计位于电炉内孔

9、中央。2.手动闭口杯闪点和燃点测定仪:油杯、搅拌器和油杯盖、电炉、滑板、引火器、电气装置、温度计、挡风板等。半自动开口杯闪点和燃点测定仪：克利夫兰油杯、点火器、电炉、温度计、温度传感器、微电脑控制板、控制键盘、显示器、挡风板等。四.实验药品煤油预计闪点:45（开口杯法），35（闭口杯法）柴油预计闪点：75（开口杯法）,65（闭口杯法）基本步骤：装试样放置在电炉上装温度计加热升温（按规定）点火试验记录数据1.手动开口杯闪点测定仪（1）将内坩埚放入装有细纱的外坩埚中,使细纱表面距离内坩埚的口部边缘约12mm，并使内坩埚底部与外坩埚底部之间保持厚度58mm砂层。（2）将试样注入内坩埚中，对于闪点在2

10、10和210以下的试样，液面距离坩埚口部边缘为12mm（即内坩埚内的上刻度线处）,对于闪点在210以上的试样，液面距离坩埚口部边缘为18mm（即内坩埚内的下刻度线处）。注意：首先把坩埚平放在实验台上,然后将药品倒入小烧杯中，再用小烧杯往坩埚里加，加到快与刻度线平齐时，改用滴管滴。注试样时不应溅出，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电炉上,再将温度计垂直固定在温度计夹上，并使温度计的水银球位于内坩埚中央，与坩埚底和试样液面的距离大致相等。（4）打开可燃气阀门（注意阀门不宜开得过大）,将点火器点燃（点火器的火焰长度为34mm,不宜太长），点火器距离试样液面

11、约1014mm（即点火器与坩埚相切但不摩擦）。接通闪点测定仪的加热电源进行加热升温，使试样温度逐渐升高。当试样温度达到预计闪点前60时，调整加热速度，试样温度达到预计闪点前40时，严格控制升温速度为每分钟升高41（即控制电流为1A）.当试样温度达到预计闪点前10时，开始扫描点火，点火器从坩埚的一边移至另一边的时间为23秒，试样每升高2重复一次点火试验。（5）当在液面上方观察到一闪即灭的蓝色火焰时，记录温度计的读数，此温度即为该试样的闪点.继续对外坩埚加热并连续点火，直到液面上方出现持续燃烧时间不少于5秒钟的蓝色火焰时,记录温度计的读数，此温度即为该试样的燃点。注意在读燃点时，应先读取数据,再将

12、温度计从液体中取出,并将火焰盖熄。（6）关闭电源，用坩埚钳取出内坩埚和外坩埚，将内坩埚的试样倒入废油回收烧杯，将外坩埚内的热砂倒出，换取冷的坩埚和冷砂，换上新鲜的试样，重复上述实验，并记录实验结果。（7）每种试样各测两次，要求两次闪点误差不超过2，燃点误差不超过4。2.手动闭口杯闪点测定仪（1）将试样注入油杯中，加到与刻度线平齐。首先把油杯平放在实验台上,然后将药品倒入小烧杯中，再用小烧杯往油杯里加,加到快与刻度线平齐时，改用滴管滴。注试样时不应溅出，而且液面以上的油杯壁不应沾有试样.（2）将装好试样的油杯平稳地放置在电炉上（即将油杯上的小孔对准仪器上的铆钉平放）,再将搅拌装置和油杯盖卡入仪器

13、上的卡口固定好,并将温度计放入油杯盖孔口.（3）打开可燃气阀门（注意阀门不宜开得过大），将点火器点燃（点火器的火焰长度为34mm，不宜太长），接通闪点测定仪的加热电源进行加热，并同时打开搅拌器开关使液体均匀受热，试样温度逐渐升高.当试样温度达到预计闪点前40时,严格控制升温速度为每分钟升高41（即控制电压：煤油将电压控制在50V，柴油将电压控制在90100V），当试样温度达到预计闪点前10时，开始点火（扭动旋手，能使滑块露出油杯盖孔口，同时点火器自动向下摆动，伸向油杯盖点火孔内进行点火），点火时间为23秒，试样每升高2重复一次点火试验。（4）当在液面上方观察到一闪即灭的蓝色火焰时，记录温度计的

14、读数，此温度即为该试样的闪点。闭口杯仅测可燃液体的闪点,不测燃点。（5）关闭电源，将油杯内的试样倒入废油回收烧杯中,用湿抹布给油杯和电炉降温，降到室温再换上新鲜的试样,重复上述实验，并记录实验结果。（6）每种试样各测两次,要求两次闪点误差不超过2。3.半自动开口杯闪点测定仪（克利夫兰开口杯法）（1）做好准备工作：将试样注入克利夫兰油杯，加到与刻度线平齐,方法同上。将油杯平稳地放置在电炉上，将玻璃温度计和温度传感器放入试样中央，保证温度计的水银球处于液体的正中间。调节好点火装置并点燃（点火器的火焰长度为34mm,不宜太长），点火器与油杯相切但不摩擦。（2）打开电源开关,显示器显示“SYP在键盘上

15、按“F”键、“E键，仪器进入自测试及调校状态,此时显示器自动显示“0000”到“7777”，然后显示当前温度数（第一次使用时才做这一步，以后不用）。按“D”键，点火器转动,观察点火器回扫角度是否正确（应保证点火器在液面正上方扫描）,如不正确用手动调整点火器位置即可。再按“F键，准备实验.（3）在键盘上按“A”键，此时可输入样品油的预期闪点（该仪器只适用于测定闪点在70400的可燃液体,所以只用来测柴油，不测煤油，一般输入柴油的预期闪点为“85”，应在键盘上按“8“5“0”），再按“A”键进行确认。（4）在键盘上按“C”键，仪器开始自动控温及自动扫描点火.此时进行玻璃温度计与显示器的温度读数对比

16、，调节温度传感器的上下位置,使得显示器读数与玻璃温度计的读数一致。在预计闪点前56时，仪器加热速度控制在1417范围内，到预计闪点前28时,加热速度控制在56范围内，同时温度每升高2，点火装置自动划过杯面点一次火，这时要观察油杯面是否出现闪点或燃点，当出现闪点时，立刻按仪器面板上的“捕捉”按钮,此时显示被锁定，按键盘上的“B”键可保存样品油的闪点温度,再按“捕捉键，显示锁定被解除，显示器继续显示当前温度，仪器继续升温。当出现燃点,按“捕捉”键，仪器自动计时5秒，到时发出报警声，此时如样品还在燃烧,可按键盘上的“B”键保存。测试结束后，可连续按“D”键，显示器显示被保存的闪点及燃点的温度,记录数

17、据.之后再取出温度计及温度传感器，盖熄火焰。如要再做样品油测试，可在键盘上按“F”键后重复以上操作.每种试样要求测两次.注意每做完一次，一定要将油杯和电炉降至室温再重复实验。（5）每种试样各测两次，要求两次闪点误差不超过2，燃点误差不超过3.六.实验数据记录与结果处理将实验数据填入表中，并计算平均结果。手动开口杯闪点测定仪数据记录表格（）物 质名 称第 一 次第 二 次平 均 结 果闪 点燃 点柴 油煤 油2.手动闭口杯闪点测定仪数据记录表格（）半自动开口杯闪点测定仪数据记录表格（）七.思考题为什么实验用油每次都要取新鲜的油液？坩埚内的油能不能连续使用？开口杯法所测的两组实验数据中哪一组值可能

18、大些？为什么?影响测定结果准确程度的因素有哪些？实验三 可燃气体燃烧参数测定实验1.加深对可燃气体爆炸极限浓度和可燃气体火焰传播速度等基本概念的理解，弄清可燃气体火焰的结构,了解预混气火焰传播的机理和特点，以及掌握金属网阻火器的阻火隔爆原理;掌握爆炸极限和火焰传播速度等参数的测定方法。可燃气体与空气的混合气体遇火源发生燃烧时，会产生大量的热，使产物受热、升温、体积膨胀，燃烧剧烈时将会导致爆炸.可燃气体与空气组成的混合气体遇火源能否发生爆炸，与混合气体中可燃气体的浓度密切相关,只有浓度处于爆炸极限浓度范围之内的可燃气体，在空气中才会爆炸。所谓爆炸极限,是指可燃气体与空气组成的混合气体遇火源能发生

19、爆炸的可燃气体的最高或最低浓度（用体积百分数表示）,其中最低浓度称为爆炸下限;最高浓度称为爆炸上限。可燃气体存在爆炸极限的原因是，如果可燃气体的浓度低于爆炸下限浓度，过量空气具有较强的冷却作用和销毁自由基作用,使爆炸反应难以进行；如果可燃气体的浓度高于爆炸上限浓度,空气不足使爆炸反应受到抑制。当可燃气体的浓度处于化学计量浓度附近时,不利于爆炸反应的作用效应最小,爆炸最容易发生且最剧烈。可燃混气的爆炸极限可以用经验公式进行近似计算，也可以用实验的方法测定。火焰（即燃烧波）在预混气中传播，根据气体动力学理论，可以证明存在两种传播方式：正常火焰传播（爆燃）和爆轰。正常火焰传播主要依靠传热（导热）的作

20、用,将火焰中的燃烧热传递给未燃气，使之升温着火,从而使燃烧波在未燃气中传播；爆轰则主要依靠激波的高压作用，使未燃气在近似绝热压缩的条件下升温着火，从而使燃烧波在未燃气传播的现象.两种火焰传播方式的主要特点比较说明如下表：表1 预混气中火焰传播的主要特点 火焰传播方式主要特点正常火焰传播爆 轰燃烧后气体压力变化减小或接近不变增 大燃烧后气体密度变化减 小燃烧波传播速度大小亚 音 速超 音 速点火后，管道中的可燃混气发生的是正常火焰传播还是爆炸（乃至爆轰），取决于很多因素。通过实验发现，在激爆管内实施点火容易实现爆炸,而在燃爆管的开口处点火时可得到正常火焰传播;短管道中的可燃混气不容易实现爆轰，而

21、如果管道足够长，其中的可燃混气终会实现爆轰;在较短的管道中，通过加设挡板等加强可燃混气的湍流强度，可以实现爆轰。火焰在充满可燃混气的管道中传播时，火焰传播速度会受到管壁的散热作用和火焰中自由基在管壁上的销毁作用的影响。正因为阻火器可以增强管壁的散热作用和自由基在固相上的销毁速度,起到阻火隔爆的作用,所以在可能发生燃烧或爆炸的可燃气体流通管路中加设阻火器,以切断燃烧或爆炸火焰的传播途径。一般在高热设备、燃烧室、高温氧化炉、高温反应器等与输送可燃气体、易燃液体蒸气的管线之间，以及易燃液体、可燃气体的容器、管道、设备的排气管上，多用阻火器进行阻火。阻火器一般用多层金属网作消焰元件，这样的阻火器称为金

22、属网阻火器.消焰元件也可用多孔板、波纹金属板、细粒填充层等组成。在使用阻火器时，应经常检修，防止孔眼被堵而造成输气不畅，或受腐蚀使消焰元件损坏。金属网阻火器的阻火隔爆效果受很多因素影响，主要包括：金属网材料、目数和层数等。实验发现：导热系数大的金属网阻火隔爆效果比导热系数小的金属网阻火隔爆效果好；目数大的金属网阻火隔爆效果比相同材料目数小的金属网阻火隔爆效果好；多层金属网阻火隔爆效果比单层金属网阻火隔爆效果好，但目数大的金属网和多层金属网会显著增大气流的流动阻力。火焰传播速度可以通过测定火焰在单位距离传播所需要的时间,然后计算得到。气体火焰根据可燃气与空气混合的时间分为预混火焰和扩散火焰。可燃

23、气与空气预先混合好以后再进行的燃烧称预混燃烧，其火焰称预混火焰；可燃气与空气一边进行混合一边进行的燃烧称扩散燃烧,其火焰称扩散火焰。扩散火焰与预混火焰结构是不相同的.在扩散火焰中由于空气相对不足，燃烧不充分会产生碳粒子，它在高温下辐射出黄色光而使整个火焰呈黄色。空气充足时，典型的预混火焰由两部分组成,内区呈绿色，外区呈紫红色。内区颜色是可燃气与氧气燃烧时的气体辐射所致，外区颜色是燃烧产物在高温下发生微弱的可见光辐射形成的。如果空气相对不足，则在内区未燃烧的可燃气会继续向外扩散，与由大气中扩散进来的氧发生扩散燃烧产生黄色火焰区，这时火焰由三部分构成：绿色内区、紫红色外区和黄色中间区,但黄色区的位

24、置会随着预混气的流动情况而改变。1.可燃气体爆炸与阻火装置用来测定可燃气体的爆炸极限浓度,以及金属网阻火器的阻火隔爆演示实验。包括可燃气源（液化石油气）和助燃气源（空压机供给的压缩空气），起爆箱：靠4。5V蓄电池供电,由高压发生包将电压转换为高压后输出，流量计台：由管路和玻璃转子流量计等组成，试验台由测试管、混合系统、分压阻火系统和台架等组成。其中测试管由激爆管、激爆盖、传爆管、燃爆管和阻火试验箱组成；混合系统由第一、第二两个混合器组成；分压阻火系统由垂直分压管和两套阻火装置组成。可燃气体爆炸范围测试仪用来测定火焰传播速度和观察气体火焰结构。包括可燃气源（液化石油气）和助燃气源（空压机供给的压

25、缩空气），起爆装置以电容充放电产生足够能量的电火花引燃可燃混气;流量计是玻璃转子流量计，共有三个，分别是空气、可燃气、氧气的流量计，当助燃气是空气时，氧气流量计示数为0.玻璃管路由水平玻璃管路和垂直玻璃管路组成。3.空气压缩机提供压缩空气4.声级计 测定可燃气体爆炸噪声级四.实验内容及方法 检查试验台、流量计台、起爆装置、可燃气源和助燃气源是否分开放置，间隔在5米以上。启动空压机，让具有一定压力的空气在管路和实验装置元件中流通，以检查管路和各元件的连接和密封情况，发现连接不紧或密封性差时，应及时处理,在确定无漏气现象存在时，停空压机。将电源接通到起爆箱，在确保周围环境没有可燃气体的情况下操纵起

26、爆箱,以检查火花塞的工作情况,确保其工作准确无误。断开电源开关，将火花塞固定在激爆管上。认真检查实验装置的整体情况，确保燃烧、爆炸安全可靠。在距燃爆管管口6米处放置声级计.1.可燃气体爆炸极限浓度的测定根据经验值先选定助燃气的流量（此后基本保持不变），再选定可燃气流量，使二者达到一定的比例,然后,可燃气体和空气进入试验台，经阻火装置和两个混合器进入测试管,稳定供气10秒后，操纵起爆箱，点燃可燃的混合气体，如果可燃气体的浓度处于爆炸极限范围内，爆炸就会发生,具有一定爆压的激波和爆炸产物冲出管口，在其周围空气中形成相应的响声，记录声级计测出的爆炸噪声级和相应的流量值.通过不断改变可燃气体的流量来调

27、节空气和可燃气的混合比，重复上述操作过程，点火后观察是否能发生爆炸,可得一系列爆炸噪声级和可燃混气的混合比数据，由此可绘制爆炸噪声级随混合比的变化曲线，确定可燃气体的爆炸下限、爆炸上限和最佳混合比.2.阻火实验（1）阻火器对爆轰的作用（隔爆阻火试验）停止供气，火花塞仍然接在激爆管上。打开阻火试验箱盖，插入金属网阻火器，盖上箱盖，并上紧螺钉。向系统连续输送混合比接近最佳混合比的可燃混气，经10秒后操纵起爆箱点火使可燃气爆炸，爆炸的冲击波和爆炸产物冲向阻火实验箱内的阻火片。注意观察管口喷火情况。若不能使燃爆管内的可燃气体爆炸，管口无喷火现象,则说明阻火片能有压阻火；否则，说明不能有压阻火。演示表明一般网格式阻火片不能隔爆阻火。（2）阻火器对正常火焰传播的作用（常压阻火试验）停止供气。将火花塞移至燃爆管开口处，向系统连续输送混合比接近最佳混合比的可燃混气，经10秒后操纵起爆箱点火使可燃气燃烧，火焰将向阻火实验箱传播直至阻火片。若阻火器能阻火，则火焰即停留在阻火片外侧,使阻火片升温,并可听到嗡嗡声；若阻火片不能阻火，则火焰立即或少待后即穿过阻火片向激爆管传播。3.火焰传播速度的测定