材料工程基础实验实验讲义（版本）（）.pdf

第 0 页材料工程基础实验实验讲义（版本）（） 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 第 1 页材料工程基础实验实验讲义（版本）（） 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 A 24 实验八、流体力学综合阻力实验 B 28 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 第 1 页材料工程基础实验实验讲义（版本）（） 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，得到煤的工业分析成分的方法。即： M  V  A  Fc  100% （1） ad ad ad ad 式中 M ad ——空气干燥基煤样中水分的质量分数，％； V ——空气干燥基煤样中挥发分的质量分数，％； ad A ——空气干燥基煤样中灰分的质量分数，％； ad Fc ——空气干燥基煤样中固定碳的质量分数，％。 ad 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 20min ，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。 第 2 页材料工程基础实验实验讲义（版本）（） 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