燃烧学实验指导书

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1、专业课实验室燃烧学实验实验指导书重庆大学动力工程学院二○○九年十二月燃烧学实验注意事项1．实验台上的玻璃管须轻拿轻放，用完后横放在实验台里侧，以防坠落。2．燃烧火焰的温度很高，切勿用手或身体接触火焰及有关器件。3．燃烧完后的本生灯管、喷嘴口、石英管的温度仍很高，勿碰触，以防烫伤。4．在更换燃烧管时，手应握在下端，尽量远离喷嘴口。本生灯燃烧实验系统介绍一、本生灯燃烧实验系统本生灯燃烧实验系统如图1所示。压缩空气（蓝色导管）通过减压阀门调节，进入浮子流量计调节测量。甲烷（桔红导管）由气瓶开关、减压阀提供，接通单向电磁阀进入浮子流量计调节测量。主控制面板上设计了一个主控单向电磁阀开关，

2、只有当电源接通，开关按下时，燃料才能供应。空气和燃气调节好当量比被分别输送进入一个混合管（混合管的功用是缓和气流的脉动，并使甲烷、压缩空气两股气体充分混合，以保证在本生灯管的进口处获得稳定、均匀的流动），该混合管连接一个内径为25mm的本生灯管，用于火焰结构演示实验、钝体火焰稳定实验。根据火焰传播的余弦定理，已知管口直径，测量出火焰的高度，就能算出火焰锥角。再通过浮子流量计的读数，测出气流流出管口的速度，就可以算出火焰的传播速度。图1本生灯燃烧实验系统二、实验装置本生灯燃烧实验系统由本生灯，压缩空气阀，甲烷气瓶一个，浮子流量计两个，空气压力表、甲烷压力表各一个，减压阀两个，单向逆

3、止阀一个，混合器，钢尺，点火枪等组成。实验用仪器仪表型号规格见表1.表1.实验用仪器仪表型号规格名称型号规格生产厂家本生灯浮子式流量计(燃气)LZB-4F浮子式流量计(空气)LZJ-10空气减压阀燃气减压阀单向逆止阀空气压力表膜合压力表(2.5级)甲烷压力表膜合压力表(2.5级)点火枪红日牌压缩空气罐压缩甲烷气罐ISP-15钢尺混合器（本生灯有的话，则不需）三、燃气的物理化学性质实验用燃气可用甲烷气体，也可用液化石油气(LPG)，在本实验中选用液化石油气作为实验用燃气，其物理化学性质见表2.表2.燃气的物理化学性质燃料主要成分相对分子质量液态密度(kg/L)沸点(℃)理论空气量k

4、g/kgkmol/kg液化石油气(LPG)C3H8440.54-42.115.80.541自燃温度(℃)闪点(℃)燃料低热值(MJ/kg)汽化潜热(kJ/kg)混合气热值(kJ/m3)辛烷值RONMON504-73.346.39426349096-11189-96实验一Bensun预混火焰颜色与外型一、实验目的：1．了解本生灯的工作原理和结构构成。2．观察本生灯预混火焰外型与结构。3.当量比对预混火焰颜色的影响。二、实验原理预混合燃烧即动力燃烧，其机理是燃气与燃烧所需的部分空气进行预先混合，燃烧过程在动力区进行，形成的火焰称之为Bensun火焰。当燃料和空气流量调节到化学当量比时

5、，本实验台上即能出现稳定的Bensun火焰，其内锥为蓝绿色的预混火焰(内锥表面呈白色)，外锥为淡黄色的扩散火焰。同时能观察到火焰的圆形顶点效应、壁面淬熄效应及火焰外凸效应。改变可燃气的混合比，可以观察到火焰颜色的变化。当空气浓度较低时，扩散火焰占主要部分，反应不完全炭颗粒被析出，火焰呈黄色；空气浓度增大后变成预混火焰，反应温度高，完全燃烧，火焰呈蓝色。三、实验设备与燃料实验设备：本生灯、点火枪、钢尺等本生灯燃烧实验系统，见图1。燃料：液化石油气。四、实验步骤1.如在室内做实验，须开启排风扇，保持室内通风，防止燃气泄漏造成对人员的危害。2.按实验原理系统图，检查并连接好各管路。3.

6、打开空气(进气)总阀，调节减压阀出来的压缩空气符合实验压力要求（空气压力0.3MPa）；开启液化石油气开关阀，调节减压阀，（液化石油气压力0.1MPa），符合实验要求。使燃气管充满石油气，然后打开燃气(进气)总阀。4.缓慢打开空气流量计处调节阀，使空气流量指示在150L/h左右。再打开燃气流量计处调节阀，使燃气流量指示在6~7L/h左右，调节浮子流量计使得压缩空气和液化石油气流量达到当量比为Φ=1的流量。5.使用点火枪在本生灯管口点燃预混气体。6.观察火焰外形、颜色，并记录燃气和空气压力、流量值、火焰高度。7.同理，选择几个当量比Φ>1及Φ<1时的情况进行调节，观察不同空燃比时火

7、焰颜色及形状的变化，待管口形成稳定的Bensun火焰时，记录燃气和空气压力、流量值、火焰高度。8.在完成上面的步骤后把两个浮子流量计的流量都调到最低（即关闭）。9.关闭液化石油气和压缩空气阀门。10.实验结束，整理实验现场。五、数据处理记录形成稳定的Bensun火焰现象时的燃气和空气压力、流量值。记录实验台号、环境压力和温度。六、思考题1．本生灯火焰的内外锥各是什么火焰？为什么？在什么情况下外锥比较明显？2．不同当量比Φ>1及Φ<1时，火焰颜色及外型有何不同？表一本生灯预混火焰颜