防火防爆技术实验指导书

《防火防爆技术》实验指导书山东工商学院学生实验守则1、 学生必须在规定时间内参加实验，不得迟到、早退。2、 学生进入实验室后，不准随地吐痰、抽烟和乱抛杂物，保持室内清洁和安静。3、 实验前应认真阅读实验指导书，复习有关理论并接受教师提问检查，一切准备工作就绪后，须经指导教师同意后方可动用仪器设备进行实验。4、 实验中，认真执行操作规程，注意人身和设备安全。学生要以科学的态度进行实验，细心观察实验现象、认真记录各种实验数据，不得马虎从事，不得抄袭他人实验数据。5、 如仪器发生故障，应立即报告教师进行处理，不得自行拆修。不得动用和触摸与本次实验无关的仪器与设备。6、 凡损坏仪器设备、器皿、工具者，应主动说明原因，书写损坏情况报告，根据具体情节进行处理。7、 实验完毕后，将计量器具和被测工件整理好，认真填写实验报告（包括数据记录、分析与处理，以及绘制必要的图形）。意外事故的处理割伤。应用蒸馏水洗净伤口，搽上红药水和紫药水，并撒消炎粉包扎好，若为玻璃割伤，应先挑出伤口里的玻璃碎片，再进行相关处理。烫伤。先用凉水冲洗降温，再搽上烫伤药。受碱或酸灼伤。先用凉水冲洗，若为碱液，再用1%硼酸溶液冲洗；若为酸液，则用1%碳酸氢钠溶液冲洗，最后再用水洗。吸入刺激性或有毒气体时，应立即到室外呼吸新鲜空气，有毒药品严禁入口或接触皮肤，以防中毒。触电。首先切断电源，必要时进行人工呼吸。起火。应首先切断电源，迅速移走易燃物品等以防火灾蔓延；与此同时，选用合适的灭火方法，小火可用湿布、石棉布或砂子等覆盖燃烧物；有机溶液燃烧时，大多数情况下严禁用水灭火，可用干粉或二氧化碳灭火器灭火；电器设备着火时不能用泡沫灭火器，只能用二氧化碳或十粉灭火器灭火；实验人员的衣服着火时，切勿惊慌乱跑，应赶快脱下衣服，或用石棉布覆盖着火处。TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"意外事故的处理 3\o"CurrentDocument"实验一可燃液体的闪点和燃点测定实验 5试验二：材料的氧指数测定实验 8实验四粉尘爆炸特性实验 12\o"CurrentDocument"试验五：本生灯法测定火焰法向传播速度实验 15实验一可燃液体的闪点和燃点测定实验一、实验目的掌握可燃液体闪点、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、实验原理当对液体进行加热时，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、实验装置闪点测试仪基本部分包括盛油样的容器、加热升温装置、控温电路、测温装置、点火源。手动闪点和燃点测定仪主要装置包括内坩蜗、外坩蜗、气体导管、温度计、电炉、电气装置等。实验材料-液化石油气、燃料油。实验内容及步骤学习闪点测定的原理和方法、测试润滑油的闪点和燃点。将内坩蜗放入装有细纱的外坩蜗中，使细纱表面距离内坩蜗的口部边缘约12mm，并使内坩蜗底部与外坩蜗底部之间保持厚度5〜8mm砂层。将试样注入内坩蜗中，对于闪点在210°C和210°C以下的试样，液面距离坩蜗口部边缘为12mm（即内坩蜗内的上刻度线处），对于闪点在210C以上的试样，液面距离坩蜗口部边缘为18mm（即内坩蜗内的下刻度线处）。将装好试样的坩蜗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蜗中央，与坩蜗底和试样液面的距离大致相等。打开可燃气阀门，将点火器点燃，点火器距离试样液面约10〜14mm。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60C时，调整加热速度，试样温度达到预计闪点前40C时，严格控制升温速度为每分钟升高4±1C。当试样温度达到预计闪点前10C时，开始扫描点火，点火器从坩蜗的一边移至另一边的时间为2〜3秒，试样每升高2C重复一次点火试验。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。继续对外坩蜗加热并连续点火，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。关闭电源，用坩蜗钳取出内坩蜗和外坩蜗，将内坩蜗的试样倒入废油回收烧杯，将外坩蜗内的热砂倒出，换取冷的坩蜗和冷砂，换上新鲜的试样，重复上述实验，并记录实验结果。五、数据处理与计算物质名称第一次第二次平均结果闪点燃点"\、、 八、、闪点燃点"\、、 八、、闪点燃点"\、、 八、、六、 注意事项首先把坩蜗平放在实验台上，然后将药品倒入小烧杯中，再用小烧杯往坩蜗里加，加到快与刻度线平齐时，改用滴管滴。注试样时不应溅出，而且液面以上的坩蜗壁不应沾有试样。每种试样各测两次，要求两次闪点误差不超过2°C，燃点误差不超过4°C。测试位置应放在通风和较暗的地方，以使闪燃现象能看的清楚。七、 问题讨论与思考为什么实验用油每次都要取新鲜的油液？坩蜗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大些？为什么？影响测定结果准确程度的因素有哪些？开口杯法和闭口杯法测定的闪点数据大小分析？试验二：材料的氧指数测定实验一、 实验目的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了解氧指数测定仪的结构和工作原理掌握运用氧指数测定仪测定常见材料氧指数的基本方法评价常见材料的燃烧性能二、 实验原理物质燃烧时，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。氧指数（01）是指在规定的试验条件下，试样在氧氮混合气流中，维持平稳燃烧所需的最低氧气浓度，以氧所占的体积百分数的数值表示。氧指数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。OI<27属易燃材料，27<OI<32属可燃材料，0232的属难燃材料。氧指数测试方法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，燃烧时间超过3min或火焰前沿超50mm标线时，就降低氧浓度，试样的燃烧时间不足3min或火焰前沿不到标线时，就增加氧浓度，反复操作，逐渐接近规定值，至两者的度差小于0.5%。氧指数法是在实验室条件下评价材料燃烧性能的一种方法，可对窗帘幕布、木材等许多新型装饰材料的燃烧性能作出准确、快捷的检测评价。三、实验装置数显氧指数测定仪由燃烧筒、试样夹、流量控制系统及点火器组成。1一点火器；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；8一装有玻璃珠的支座；9一基座架；10—气体预混合结点；11一截止阀；12一接头；13一压力表；14—精密压力控制器；15—过滤器；16一针阀；17一气体流量计实验材料包括氧气、氮气、高聚物。、实验内容及步骤学习氧指数测试的原理和方法，测试高聚物的氧指数及评价其燃烧性能。检查气路。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。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，保证试样顶端低于燃烧筒顶端至少100mm，罩上燃烧筒。通气并调节流量。开启氧、氮气钢瓶阀门，调节减压阀压力为0.2〜0.3MPa，然后开启氮气和氧气管道阀门，然后调节稳压阀，仪器压力表指示压力为0.1±0.01MPa，并保持该压力。调节流量调节阀，通过转子流量计读取数据，得到稳定流速的氧、氮气流。检查仪器压力表指针是否在0.1Mpa,否则应调节到规定压力，O2+N2压力表不大于0.03Mpa或不显示压力为正常，若不正常，应检查燃烧柱内是否有结炭、气路堵塞现象；若有此现象应及时排除使其恢复到符合要求止。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。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。如果试样的燃烧时间超过3min，或燃烧长度超过50mm，记录实验现象记“X”，如试样燃烧在3min和50mm之前熄灭，记录实验现象记“0”。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“00xx”，此范围即为所确定的临界氧浓度的大致范围。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，并记录。五、数据处理与计算实验次数12345678910氧浓度/%氮浓度/%燃烧时间/s燃烧长度/mm燃烧结果8.根据上述测试结果确定氧指数01。六、 注意事项试样制作要精细、准确，表面平整、光滑。每个试样长宽高等于(70mm)X(4.0±0.5mm)。每组应制备10个标准试样。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。距离点燃端50mm处划一条刻线。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。七、 问题讨论与思考实验材料的燃烧性能属于那个级别？高聚物氧指数为什么可以用来评定其燃烧性能？除了氧指数，你认为还有那些参数可以反应材料燃烧性能？氧指数与爆炸三角形中的临界氧浓度意义是否一样？实验四粉尘爆炸特性实验一、实验目的及要求定性观察粉尘爆炸现象，了解粉尘爆炸过程及机理。合理设计实验方案，以减少实验次数，提高实验精度。观察记录实验现象，如火光、声音响度、爆破片积炭等现象。分析影响粉尘爆炸发生难易程度的因素及粉尘爆炸的危害特点。二、实验原理粉尘爆炸是指可燃性粉尘在空气或氧气中形成的粉尘云经引燃后发生的爆炸，是分散相爆炸的一种。粉尘浓度处于一定的范围以内时，粉尘云才可以爆炸。当粉尘浓度太低时，粉尘燃烧放出的热量不足以维持火焰传播。当粉尘浓度太高时，粉尘过量，燃烧释放的热量被过量的粉尘吸收而不能维持火焰传播。可爆粉尘浓度的下限和上限分别称为爆炸上限和爆炸下限。粉尘云的爆炸下限是粉尘云在给定能量的点火源作用下，粉尘与空气混和物遇火源能发生爆炸的火灾危险性，是用粉尘的最低浓度即爆炸下限（g/m3）来表示的。在实际的工艺中，可以采用控制粉尘浓度在爆炸下限以下的方法防止爆炸发生。三、实验装置、实验内容及步骤确定敏感区间：先通过资料数据估计粉尘爆炸下限的大致区间，在多次选择区间中的值对区间细化，知道确定比较精确的敏感区间。确定爆炸下限：在确定敏感区间之后，再进行三至四次实验，从而测得该种粉尘的爆炸下限。1.熟悉实验设备的功能及使用方法。称量粉尘样品，连接电源线。关闭防护壳门。启动进气电磁阀，用高压打气筒进行加压，观察压力表指针值需要压力。启动喷粉引爆按钮（若第一次未引爆，可再次加压引爆，使高压空气将粉尘更均匀的扩散）。关闭喷粉引爆按钮，记录实验结果，清理仪器，完成一次实验。用二分法改变粉尘样品质量，重复步骤2〜6。将实验结果记录在设计好的表格中，整理实验仪器。五、问题讨论与思考结合实验现象分析粉尘爆炸的过程及机理影响粉尘爆炸的因素有哪些？分别产生什么样的影响?粉尘爆炸的危害及特点是什么？试验五：本生灯法测定火焰法向传播速度实验一、实验目的巩固火焰传播速度的概念，掌握本生灯法测量火焰传播速度的原理和方法。测定液化石油气的层流火焰传播速度。掌握不同的气/燃比对火焰传播速度的影响，测定出不同燃料百分数下火焰传播速度的变化曲线。二、实验原理0s式中：0s式中：us—混合气的流速（cm/s）；o一火焰锥角之半。或 u0—318风7并在式中：qv一混合气的体积流量（L/s）；h一火焰内锥高度（cm）；r一喷口半径（cm）。上式是使用本生灯火焰高度法测定可燃混合气体的层流火焰传播速度u0的计算式。在我们的实验中，可燃混合气体的体积流量qv是用湿式流量计分别测定燃气与空气的体积流量而得到的，内锥焰面底部圆的半径r可取本生灯喷口半径;内焰锥高度h可由测高尺测量。三、实验设备结构实验台由本生灯、旋涡气泵、湿式气体流量计、U型管压差计、测高尺等组成。旋涡气泵产生的空气通过泻流阀、稳压罐、湿式气体流量计、调压阀后进入本生灯，燃气经减压器、湿式气体流量计、防回火器、调压阀后进入本生灯与空气预混合，点燃后通过测量内焰锥高度计算火焰的