材料工程基础实验实验讲义2011版本1

《材料工程基础实验实验讲义2011版本1》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、材料工程基础实验实验讲义西南科技大学材料科学与工程学院材料基础中心实验室二○一一年七月目录实验一、煤的工业分析1实验二、煤的发热量测定5实验三、材料导热系数的测定10实验四、雷诺实验14实验五、伯努利方程实验16实验六、风机性能曲线实验20实验七、流体力学综合阻力实验A24实验八、流体力学综合阻力实验B28实验九、固体流态化的流动特性实验30实验十、流化床干燥器干燥曲线的测定35实验十一、除尘性能实验41实验十二、综合传热性能实验43实验十三、烟气成分分析45实验十四、热电偶的焊接与校正实验49实验一、煤的工业分析一、实验目的意义工业分析是分析化学的一个分支，是分析化学在工业生产上

2、的应用。通过工业分析能够评定燃料、原料及产品的质量。本实验的目的：1．掌握煤的工业分析方法，即煤的水分、灰分、挥发分和固定碳的测定方法。　　2．判断分析煤样的种类。　　3．根据经验公式计算煤的低位发热值。二、实验原理作为固体燃料的煤，是由极其复杂的有机化合物组成的，就其所含元素而言，不外乎有碳(C)、氢(H)、氧(O)、氮(N)、硫(S)五种元素及部分矿物杂质(灰分A)和水分M。煤的成分分析有元素分析和工业分析两种方法，其中煤的工业分析方法是我国工矿企业中经常采用的一种简易的分析方法，即通过对实验中风干煤样(空气干燥基)所含水分M、挥发分V、灰分A和固定碳Fc的测定，得到煤的工业分

3、析成分的方法。即：（1）式中——空气干燥基煤样中水分的质量分数，％；——空气干燥基煤样中挥发分的质量分数，％；——空气干燥基煤样中灰分的质量分数，％；——空气干燥基煤样中固定碳的质量分数，％。实验中所遵循的原理为热解质量法，即根据煤样中各组分的不同物理化学性质，控制不同的温度和时间，使其中的某种组分发生热分解或完全燃烧，并以试样失去的重量占原试样重量的百分比作为该组分的重量百分含量。所涉及的有关参数及测定方法分述如下：1.水分煤样中的水分采用常规测定法测定。鉴于空气干燥基下煤样中的水分为内在水分，即吸附于煤颗粒毛细空隙之间的水分，较难蒸发，因此需置于105～110℃的鼓风干燥箱中干

4、燥1h。取出称量，若水分<2％，不进行检查性干燥，否则需进行检查性干燥，步骤是将试样重新放入干燥箱中烘干，每次30min，再称量，直至恒重（即质量减少小于0.001g或增重）为止。以增重前的一次称重结果来计算水分。2.灰分煤的灰分是指煤中所有可燃物质完全燃烧，水分完全蒸发以及煤中矿物杂质在一定温度下产生一系列分解、化合等复杂反应后所剩下的残渣，是煤中不能燃烧的矿物杂质。因此，在实验中应使煤样完全燃烧。采用快速灰化法来测定煤的灰分，即将煤样置于815℃的马弗炉中灼烧40min，取出称量，若灰分<15％，不进行检查性灼烧，否则需进行检查性灼烧，步骤是将煤样重新放入马弗炉中灼烧，每次20

5、min，再称量，直至恒重（即质量减少小于0.001g或增重）为止。以增重前的一次称量结果来计算灰分。3.挥发分煤的挥发分是在特定条件下受热分解的产物，剩下的不挥发物称为焦渣。煤的挥发分是煤炭分类的重要指标之一，根据挥发分含量及焦渣特性可以判断煤的工业利用性质。挥发分的测定采取将煤样放入带盖的瓷坩埚中，置于900±10℃的马弗炉中，隔绝空气加热7min，冷却后称重，以失重减去水分即为挥发分重量。三、实验仪器设备本实验中用到的主要设备有：马弗炉、鼓风干燥箱、分析天平（0.0001g）、玻璃干燥器及称量瓶、瓷坩埚等。四、实验步骤1．实验准备（1）煤样粒度小于0.2mm，在空气中风干，待用

6、。（2）鼓风干燥箱、马弗炉升到实验要求温度。（3）称量瓶、瓷坩埚编号、烘干后放入干燥器备用。2．水分测定（1）分析天平上称出称量瓶(带盖)重量，称量时读数精确到小数点后4位，然后加1g煤样(±0.1g)。（2）将称量瓶送入温度已达105℃～110℃的鼓风干燥箱中，打开瓶盖，烟煤干燥1小时，无烟煤干燥1～1.5小时。（3）取出称量瓶，立即盖上瓶盖，在空气中冷却2～3分钟后，放入玻璃干燥器中，继续冷却到室温(约20分钟)，称量。（4）计算水分的质量分数：（2）3．灰分测定（1）分析天平上称出瓷坩埚空重，称量时读数精确到小数点后4位，然后加入1g煤样(±0.1g)。（2）将坩埚放入815

7、℃±10℃的马弗炉中，灼烧40min。直至煤样完全烧透，灰中无黑色碳粒为止。（3）取出坩埚放在石棉板上，在空气中冷却5min后，放入玻璃干燥器中冷却到室温(约20分钟)，称量。（4）计算灰分的质量分数：（3）4．挥发分测定（1）分析天平上称量带盖坩埚质量，然后加1g煤样(±0.1g)。（2）将坩埚加盖放入900℃的马弗炉中加热7min。（3）取出坩埚放在石棉板上，在空气中冷却5min后放入玻璃干燥器中冷却到室温，称重。打开坩埚盖，将剩余的焦渣倒在纸上观察焦渣特性，判断