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《工程燃烧学》实验指导书.
安全科学与工程学院
《工程燃烧学》
实验指导书
安全工程专业
王健 编写
河南理工大学
二〇一一年九月
前 言
1、实验前必须认真预习实验指导书及实验内容,明确实验目的、步骤、原理、回答实验教师的提问,回答不合要求者,须重新预习,才能进行实验。
2、对规定实验外确属需要的内容,可先提出实验原理和方法,经教师或实验技术人员同意后,方可进行实验。
3、做实验时必须严格遵守实验室的规章制度和仪器设备的操作规程,服从教师和实验技术人员的指导。
4、爱护仪器设备,节约使用材料,使用前详细检查,使用后要整理就位,发现丢失或损坏应立即报告,未经许可不得动用与本实验无关的仪器设备及其它物品,不准将任何实验室物品带出室外。
5、实验时必须注意安全,防止人身和设备事故的发生,若发生事故应立即切断电源,及时向指导教师报告,并保持现场,不得自行处理,待指导教师查明原因并排除故障后,方可继续实验。
6、进入实验室后应保持安静,不得高声喧哗和打闹,不准抽烟,不准随地吐痰,不准乱抛纸屑杂物,要保持实验室和仪器设备的整齐清洁。
7、实验完毕后,经实验室工作人员检查仪器设备、工具、材料及实验记录后方可离开。
8、实验后要认真完成实验报告,包括分析结果、处理数据、绘制曲线及图表等。对不合格要求的实验报告应退回重做。
9、对违反实验规章制度和操作规程、擅自动用与本实验无关的仅器设备、私自拆卸仪器而造成事故和损失的肇事者必须写出书面检查,视情节轻重和认识程度按规定处理。
10、在进入实验室前,务必搞好个人卫生,不得将脏物带入室内,有净化要求的实验室,进室必须换拖鞋。
目 录
实验一 材料的氧指数测定实验 4
实验二 材料的点火温度测定实验 10
实验一 材料的氧指数测定实验
一、实验目的
1.明确氧指数的定义及其用于评价高聚物材料相对燃烧性的原理;
2.了解HC-2型氧指数测定仪的结构和工作原理;
3.掌握运用HC-2型氧指数测定仪测定常见材料氧指数的基本方法;
4.评价常见材料的燃烧性能。
二、实验内容
氧指数的测试方法,就是把一定尺寸的试样用试样夹垂直夹持于透明燃烧筒内,其中有按一定比例混合的向上流动的氧氮气流。点着试样的上端,观察随后的燃烧现象,记录持续燃烧时间或燃烧过的距离。通过重复多次实验,测试物质试样燃烧所需要的最低氧浓度,即发生熄灭时的氧气含量,即氧指数。
三、仪器设备
HC-2型氧指数测定仪(如下图所示)、氧气瓶(充有氧气)、氮气瓶(充有氮气)
1—点火器;2—玻璃燃烧筒;3—燃烧着的试样;4—试样夹;5—燃烧筒支架;6—金属网;7—测温装置;8—装有玻璃珠的支座;9—基座架;10—气体预混合结点;11—截止阀;12—接头;13—压力表;14—精密压力控制器;15—过滤器;16—针阀;17—气体流量计。
图1 氧指数测定仪示意图
燃烧筒为一耐热玻璃管,高450mm,内径75~80mm,筒的下端插在基座上,基座内填充直径为3~5mm的玻璃珠,填充高度100mm,玻璃珠上放置一金属网,用于遮挡燃烧滴落物。试样夹为金属弹簧片,对于薄膜材料,应使用140 mm×38mm的U型试样夹。流量控制系统由压力表、稳压阀、调节阀、转子流量计及管路组成。流量计最小刻度为0.1l/min。点火器是一内径为1~3mm的喷嘴,火焰长度可调,试验时火焰长度为10mm。
四、所需耗材
1.材料:纸张
2.试样尺寸:每个试样长宽等于(120mm)×(6.5±0.5mm)
五、实验原理、方法和手段
物质燃烧时,需要消耗大量的氧气,不同的可燃物,燃烧时需要消耗的氧气量不同,通过对物质燃烧过程中消耗最低氧气量的测定,计算出物质的氧指数值,可以评价物质的燃烧性能。所谓氧指数(Oxygen index),是指在规定的试验条件下,试样在氧氮混合气流中,维持平稳燃烧(即进行有焰燃烧)所需的最低氧气浓度,以氧所占的体积百分数的数值表示(即在该物质引燃后,能保持燃烧50mm长或燃烧时间3min时所需要的氧、氮混合气体中最低氧的体积百分比浓度)。作为判断材料在空气中与火焰接触时燃烧的难易程度非常有效。一般认为,OI27的属易燃材料,27≤OI32的属可燃材料,OI≥32的属难燃材料。HC-2型氧指数测定仪,就是用来测定物质燃烧过程中所需氧的体积百分比。该仪器适用于塑料、橡胶、纤维、泡沫塑料及各种固体的燃烧性能的测试,准确性、重复性好,因此普遍被世界各国所采用。
氧指数的测试方法,就是把一定尺寸的试样用试样夹垂直夹持于透明燃烧筒内,其中有按一定比例混合的向上流动的氧氮气流。点着试样的上端,观察随后的燃烧现象,记录持续燃烧时间或燃烧过的距离,试样的燃烧时间超过3min或火焰前沿超过50mm标线时,就降低氧浓度
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