安全工程专业实验指导书-修订版

安全工程专业实验

指导书

安全工程实验室编制

目录

一流体力学................................................................................2

实验一雷诺实验（验证性实验）.........................................................2

实验二流体力学综合实验（1）（综合性实验）............................................4

实验三流体力学综合实验（2）（综合性实验）............................................6

二职业卫生技术.................................................................9

实验四有毒气体浓度的测定（设计性实验）..............................................9

实验五工作场所气象条件检测（综合性实验）...........................................12

实验六声级计的使用作业噪声监测（综合性实验）.......................................14

三防火防爆...............................................................................18

实验七粉尘爆炸特性测定（综合性实验）..............................................18

实验八闪点测试实验（验证性实验）...................................................20

实验九可燃气体报警器的应用（演示性实验）...........................................25

四电气安全...............................................................................28

实验十静电测试实验（验证性实验）...................................................28

五安全人机工程...........................................................................32

实验十一反应时间测定（验证性实验）.................................................32

实验十二闪光融合频率值的测定（验证性实验）.........................................34

实验十三动作反应时间测定（验证性实验）.............................................37

实验十四作业环境和作业功效相互影响关系测定（综合性实验）..........................40

六工业通风与除尘.........................................................................41

实验十五粉尘真密度和粒度分布测量（验证性实验）....................................41

实验十六通风管路断面风速及风量测定（综合性实验）..................................44

七安全检测与监控.........................................................................47

实验十七物位检测与控制（设计性实验）...............................................47

八锅炉压力容器.................................................................52

实验十八超声波测厚及探伤实验（综合性实验）.......................................52

-流体力学

流体力学是一门主要技术基础课，实验教学是本课程的重要环节,让学生掌握流体流动的基本原理,

基本计算方法，加深和验证所学的理论，具备解决流体工程实际问题和开展这方面研究的工作能力，初

步培养学生的动手能力。

实验一雷诺实验（验证性实验）

一、实验目的

观察流体在管道中的流动状态,并测定各流态的雷诺数.下临界雷诺数及层流状态下的速度分布C

二、实验原理

流体在流动时，有两种不同的流动形态、即层流和紊流，其开始转变时的界限，可由雷诺数加以判

别，表达式：

T

式中V——液体在管中的流速（米/秒）

d——实验管段的内径（米）

Y液体运动粘性系数（米2/秒）

水的运动粘度系数与温度的关系查表得知。

三、实验内容

1.观察流体在管道中的流动状态

2.观察几种状态下的雷诺数

3.测定下临界雷诺数

4.观察层流状态下的速度分布

四、应用的仪器设备

①温度计，②秒表，③1000ml的玻璃量杯，

五、实验步骤

1.微开自来水进水阀门L,使水箱进水，并保证有适当的溢流，这时水箱水位能维持稳定。

2.全开玻璃管阀门C,待管中空气全部排走后，微开颜料水阀F,使颜料水流入实验管。管中的颜

料和水流迅速混合、此时液流为紊流状态，慢慢关闭实验管阀门C,观察实验管中的水流情况.

3.当看到实验管中的颜料水刚出现一条细的线流时，此时即为由紊流转变为层流时的下临界状态,

在每一状态下用量杯、秒表及温度计测定此时的流量及水的温度。求出相应的雷诺数。

4.关闭实验管阀门C,用手挤压颜料水阀门的细管二到三下出，使颜料水在一小段管内扩散到整

体段面，然后在微微打开实验管阀门C.使关内呈层流状态，这时可看到水在层流流动时呈抛物线状，演示

出管内水流流速的分布.

5.再打开实验管阀门C,使实验管中的水流再变成紊流形态，事复步骤2、3、4共上次

六、数据整理及计算

1.根据测得的水温1℃,由（水的粘滞系数表）查出水的运动粘度系数y（米2/秒）

2平均流速u（米/秒）=Q，A

式中：Q为流量，A为实验管的面积。

3.由Re=u.d/y计算雷诺数

式中：d—实验管的直径（mm）

4.根据实验数据和计算结果，可绘制出雷诺数与流量的关系曲线图，不同的温度，其曲线的斜率

不同。

2

Re

40(H)-

20W.

24681()Qxl(Kl(m7s>

实验数据表

实验实测项目计算项目

次数液体体积时间水温流量平均流速管径粘性系数Re

(n?)(s)(℃)(m3/s)(m/s)(mm)(m2/s)

1

2

3

4

七、问题讨论

1.层流和紊流的两种外观表现是怎样的?

2.破坏层流的主要物理因素是什么？

3

实验二流体力学综合实验（1）（综合性实验）

流体力学实验台时多用实验装置.，利用这种实验装置可以进行下列综合性试验。主要包括以下三个

方面：①根据流体力学中的伯努力方程，掌握测量流体流速的原理；②管道沿程阻力系数的测定；③阀

门局部阻力系数的测定。

能量方程实验

一、实验目的

1.观察流体流经实验管时的能量变化情况,并对实验中出现的现象进行分析,从而加深对能量方

程的理解

2.掌握一种测量流体流速的原理

二、实验原理

根据液体稳定渐变流动的能量方程：

上+五7+^-+h

Z]+n-2

y2g2g

三、实验内容

1.掌握用皮托管测定能量方程试验管不同断面的液柱高度。

2.学会用计量水箱和秒表测量流体的流显。

3.学会绘制某一流量下测压管水头线和总水头线。

4.掌握运用能量方程进行分析、解释某一测点各能头的变化规律。

四、实验仪器

在流体力学综合试验台中，能量方程试验部分涉及的有：

①高位水箱②雷诺试验管和阿门③能量方程试验管和阀门④孔板流量计管和阀门⑤水泵

⑥测压板⑦计量水箱等⑧秒表⑨温度计⑩与本试验无关的阀门要关闭，以免分流。

五、实验步骤

1.打开水泵和，水阀门使水箱注满水，全开出水阀14、27、28,保持有少量溢流。

2.调节阀门28至一定开度，用皮托管测流速的方法，测定能量方程试验管的四组测压管中各个测

压管的液往高度，并用计量水箱和秒表测流量。并重复步骤2,将实验数据记录下表一中。

3.根据实验数据和计算结果，绘制出某一流量下速度水头线和总水头线（见下图）

4.运用能量方程式进行分析，解释各测点各能头的变化规律。

实验数据表

液\测

IIIIIIIV

、柱点

左右左右左右左右

总水头mm

（速度水头+压力水头）

mm

速度水头mm

断面距中心线高度mm

能量损失加1-2

4

六、问题讨论

当管路系统的流量不变时，管路位置改变，能否应响测压管水头线和总水头线。

5

实验三流体力学综合实验（2）（综合性实验）

（-）管道沿程阻力试验

一、实验目的

1测定流体稳定地在等直管道中流动时的能最损失情况。

2掌握管道沿程阻力系数的测定方法。

3了解阻力系数在不同流态，不同雷诺数下的变化情况。

二、实验原理

流体流经管路时,由于阻力必然产生损失,沿程阻力产生的水头损失称沿程水头损失h,＞其表达

式为：

hi=XL/d.v2/2gX=2g.d/Lu2.hf

式中：hf一沿程水头损失；

g—重力加速度；

九一沿程阻力系数；

u—断面的平均流速；

d一沿程试验管的直径为21.5mm;

L一沿程试验管两侧点的距离为117mm;

在熨验中，测出流体以各种速度流经一定长度的某种直径的管道时的沿程压头损失，并计算出与这

些流速相应的雷诺数Re值，就可得出某种程度管道的阻力系数儿与雷诺数Re的关系。在不同流速时雷

诺数Re的值为：Re=v.d/v

三、实验设备及仪器

在综合试验台中，沿程阻力试验涉及的仪器有

①上水阀门②水泵，计量水箱③沿程阻力试验管及进出水阀门④孔板流量计试验管及出水

阀门⑤秒表、温度计6与本试验无关的阀门要关闭，以免分流。

四、实验步骤

1.打开水泵和上水阀门使水箱注满水，并有少量溢流，慢慢打开管道I的左右阀门，及孔板流量

U管道的右侧阀门。并保持水箱有少量溢流。

2.调节沿程阻力管道的各有关阀门，待压差稳定后，读取有关数据，同时测流量。重复步骤2,共

4次，用不同的流量进行测试。

3.数据的整理和分析见表并绘制阻力系数与雷诺数之间的关系曲线

实验数据表

测\项

金流量测压管指示

沿程阻

雷诺数

体积力系数

水量时间平均流沿程阻Re

流量左侧cm右侧cm2

n?S速m/s力hf

m3/s

1

2

3

4

5

6

IgRe-1g100A关系曲线

五、计算步骤

4-（?

1.平均流速v=—（米/秒）

7rd~

2.沿程阻力损失hf

3.沿程阻力系数X

4.雷诺数R.=—

/

六、讨论问题

1.沿程水头损失与那些影响囚素有关？

2.将实验得到的入、Re值标注教材中的莫迪图上，分析九、Re和的关系。

（二）阀门局部阻力实验

一、实验目的

测定流体流经某阀件时的局部阻力，并求出该阀件的局部阻力系数同时了解局部阻力系数在不

同流态，不同雷诺数下的变化情况。

二、实验原理

实际液体运动，在管道中阀件的局部位置所造成的对流动的障碍或干扰而产生的附加阻力，称局部

阻力小其表达式为：

式中《一局部阻力系数：

v—产生局部阻力后管中的平均流速（米/秒）；

g——重力加速度，9.8米/秒2

于是可得局部阻力系数&的计算公式：

&="驾

V

7

三、实验设备及仪器

1阀门局部阻力试验涉及的仪器同（沿程阻力试验1，2,4,5）

2.局部阻力试验管及进、出水阀门；

3.与本试验无关的阀门要关闭，以免分流。

四、实验步骤

I.试验管5上的阀门为被测阀门，压力损失信号由导后管引入压差板，所指示的液柱差如即为

流体流经阀门时的能量损失。

2.调节不同流量，把测得不同流量下的能量损失及有关数据记入下表中，进行计算后，可获得

阀门的阻力系数及其与雷诺数的关系图c

实验数据表

测、\项

流量及流速测压管指示

点沿程阻

试\雷诺数

体积力系数

水量时间平均流损失阻Rc

流量左侧cm右侧cm

3g

mS速m/s力％

m3/s

1

2

3

4

五、注意事项

①用压差计测量能量损失时，由于压差不稳定而容易产生误差.特别是在小流量、小压差下误差

会更大，因此要多作几组数据才能准确。

②实验时，开关阀门要缓慢使用，否则紊流状态会提前出现，从而影响实验效果。

六、讨论问题

1.局部水头损失是如何产生的？

8

二职业卫生技术

实验四有毒气体浓度的测定（设计性实验）

有毒气体浓度的测定方法主要有：简易快速法、比色测定法和仪器分析法。其中简易快速法包含显

色试纸法、显色溶剂法和检气管法。本课程实验现可开设检气管法（采用LP-1200型手泵和适宜检测管

测量不同气体的浓度）、比色测定法（采用分光光度计进行分析检测）、仪器分析法（采用气相色谱仪对

采样气体进行分析）。

一、实验目的

I.掌握至少两种有毒、有害气体的检测原理和方法；

2.掌握查阅和使用职业卫生标准《工作场所有害因素职业接触限值》（GBZ2-2002）和《有毒作业分

级》（GB12331-90）；

3.培养学生根据毒物性质独立选择和配置液体吸收剂和显色剂的能力和方法；

4.训练学生独立设计、安装实验平台、确定实验方案和进行实验的能力；

5.培养和训练学生误差分析和数据处理能力。

二、实验原理

1.检气管法：当含有某种有毒气体或蒸气的空气通过检气管时，指示胶的颜色发生变化，根据颜色的

深浅或变色柱的长短与标准比色板或浓度标尺进行比较，以此来测定空气中有毒物质的含量。

2.比色测定法：用一定量的吸收液来采集一定量空气中的有害气体或粉尘，通过分光光度计对吸收液

的比色分析反算出空气中有毒气体或粉尘的浓度。

3.气相色谱仪器分析法：利用试样中各组份在气相和固定液液相间的分配系数不同，当汽化后的试样

被载气带入色谱柱中运行时，组份就在其中的两相间进行反复多次分配，由于固定相对各组份的吸附或

溶解能力不同，因此各组份在色谱柱中的运行速度就不同，经过•定的柱长后，便彼此分离，按顺序离

开色谱柱进入检测器，产生的离子流讯号经放大后，在记录器上描绘出各组份的色谱峰，即可得到该组

分浓度变化的信号。

三、实验仪器

1.检气管法：LP-1200型于泉/检测管、秒表

2.比色测定法：采样装置一套（采样嘴、前处理装置、液体吸收瓶、流量计、温度计、真空泵）、显

色剂及相应实验瓶、分光光度计。

3.气相色谱仪器分析法：GC-4003A/型气相色谱仪、G101氢气发生器、G103空气发生器、氮气钢

瓶。

四、实验教学过程

1.学生选择实验测试方法；

2.学生根据所选方法查阅资料；

3.拟订实验方案，包括实验目的、基本实验设备和药品、基本实验步骤、实施步骤，由指导教师审批

后形成详细的实验计划；

4.选择适当仪器、组装实验仪器：

5.进行条件实验，确定好的实验条件；

6.教学实验，测定可靠的实验数据；

7.处理数据、进行误差分析；

8.撰写实验报告。

五、数据记录和整理

1.检气管法数据记录表

9

抽气时间抽气体积抽气次数气体浓度

气体名称温度(℃)

(min)(ml)(n)(ppm)(mg/m3)

2.比色测定法数据记录表

标准溶液浓度(lml=100ug);试样取10ml用标准曲线方法测定。

标准溶液曲线(ug)020406080100

标准溶液消光度

样品1#消光度

样品2#消光度

样品3#消光度

计算：

样品浓度(ug/mi)=(试样消光度对应的标液浓度)/(取试样体积)

3.气相色谱仪器分析法

数据结果由A5000气相色谱工作站打印。

六、问题讨论

1.氢气作教气为什么比用氮气作教气的灵敏度高？

2.气相色谱法简单分析装置流程是什么？

3.一般选择载气的依据是什么？气相色谱常用的载气有哪些？

4.载气为什么要净化？应如何净化？

5.试样的进样方法有哪些？

七、实验报告的具体要求

1.书写认真、清楚；

2.独立完成实验报告；

3.记录标本上所能观察到的特征，严禁抄袭课本上的内容；

4.按时上交实验报告。

附件

气相色谱仪操作规程

1.打开稳压电源；

2.打开氮气阀，打开净化器上的载气开关阀，然后检查是否漏气，保证气密性良好；

3.调节总流量为适当值(根据刻度的流量表测得)：

4.调节分流阀使分流流量为实验所需的流量(用皂膜流量计在气路系统面板上实际测量)，柱流量即

为总流量减去分流量：

5.打开空气、氢气开关阀，调节空气、氢气流量为适当值：

6.根据实验需要设置柱温、进样口温度和FID检测器温度；

7.打开计算机与工作站；

8.FID检测器温度达到150P以上，按FIRE键点燃FID检测器火焰；

9.设置FID检测器灵敏度和输出信号衰减；

10.待所设参数达到设置时，即可进样分析；

11.'实验完毕后，先关闭氢气与空气，用氮气将色谱柱吹净后关机。

色谱条件

1.气化室温度(120C。)

10

2.柱箱温度(125C°)

3.检测器温度((125U)

4.桥电流(200mA)

5.载气流速(50~100ml/min)

6.衰减(1/2)

7.记录纸速(300mm/h)

注意事项

1.氢气发生器液位不得过高或过低；

2.空气源每次使用后必须进行放水操作：

3.进样操作要迅速，每次操作要保持一致;

4.使用完毕后须在记录本上记录使用情况。

II

实验五工作场所气象条件检测（综合性实验）

热强度对人体的影响与因劳动所产生的代谢热最有关，也与环境和人体间的传热情况有关。体内的

热负荷是由于代谢热引起的，环境气象条件可详细分解为空气温度、风速、空气湿度和辐射热（平均辐

射温度）四个因素。

一、实验目的

1、掌握湿球黑球温度指数仪的使用方法。

2、掌握MR-3A型辐射热计的使用方法。

3、了解丁作场所气象条件对人体的危害八

二、基本原理

湿球黑球温度（WBGT）指数是用来评价高温车间气象条件的，它综合考虑空气温度、风速、空气

湿度和辐射热四个因素。WBGT是由黑球、自然湿球、干球三个部分温度构成的。其中黑球温度读数

受空气温度、辐射热和风速的影响，自然湿球温度受空气温度、风速、辐射热和空气湿度的影响。学者

们经过长期实验研究，认为这三个读数按照下列方法综合计算时，所得的结果可以比较正确地反映工作

地点的气象条件。

WBGT指数的计算方法如下：

在室内和室外无太阳辐射热时

WBGT=0.7tllu.+0.3tK

在室外有太阳辐射热时

WBGT=0.7tnw+0.2tg+0Ata

式中：鼠,，为自然湿球温度，℃；

《为黑球温度，℃；

L为干球温度，°C。

计算各参数时，还应考虑到随时间和空间的变化而采取其平均值。

MR-3A型辐射热计是新研制的又一种热辐射测试仪器，符合GB/T4200-I997《高温作业分级标准》。

它除了可以直接测出辐射热强度、辐射热测头内表面温度、空气温度之外，还可以间接测出定向平均辐

射温度，又可以近似的代替黑球温度计来测量环境的平均辐射温度，避免了同时测显风速和气温的麻烦,

并且更为快捷。

三、实验仪器

湿球黑球温度指数仅，MR-3A型辐射热计

四、实验步骤

（一）湿球黑球温度指数仪

（1）将湿球黑球温度指数仪从箱中取出，测头安装到支架上，接好测头线。

（2）接通电源，按下标有“湿球”、“黑球”和“干球”选择开关中的任一键，此时显示的就是所

对应的“自然湿球温度”、“黑球温度”和“空气温度”，单位为

（3）当在室内测量时，按下“室内WBGT”键，仪器显示WBGT室内值。

（4）当在室外测量时，按下“室外WBGT”键，仪器显示WBGT室外值。

（二）MR-3A型辐射热计

12

（1）空气温度测量：

将选择开关置于“空气温度”档，打开电源开关，手持测温杆来回晃动，约5分钟后，即可由仪

表直接读出空气温度。

注意：测量空气温度时，不要用手握住测温杆的金属部分，以保证测试的准确性，此外，还要注

意测量范围，以免损坏测温传感器。

（2）辐射热强度测量：

将选择开关置于“辐射热”档，打开辐射测头保护盖，并将测头对准被测方向，即可直接读出工

作地点所接受到的单向辐射热强度。

（3）定向辐射温度的测曷

首先在“辐射热”档读出辐射强度E值，并记下读数；然后，将选择开关置于“测头温度”档，

记下此时的测头温度7；值来，利用下面公式可计算出平均辐射温度乙加仃值。

E-

〃的二（一+孤尸

（7

（T为斯蒂芬波尔兹曼常数，5.67X10Wo

注意，在上述各项测量中，不要用手接触测头的金属部分，以保证测试的准确性。

五、思考题

工作场所气象条件对人体的危需？

13

实验六声级计的使用作业噪声监测（综合性实验）

声级测试仪，用于测量环境噪声、机器噪声、车辆噪声、电机噪声等，也可■用于测量建筑声学、电

声等，还可测量持续时间较短（不小于100ms）的噪声及需要测量最大有效值声级的场合（如测量行驶中车

辆的噪声）。

一、实验目的

1、了解声级测试仪的工作原理。

2、学会用ND10型、HS5920A型声级测试仪测量环境与风机噪声。

二、基本原理

电容传声器为声级测试仪的主要部件，它将被测声信号转换成电信号，其主要由绷紧的金属膜片和

后极板组成，这两者在电气上相互绝缘，构成一个以空气为介质的电容器的两极。在极板上加上极化电

压，当声波作用到膜片上，膜片发生振动，引起电容量变化，从而产生一交变电压，此电压的大小和形

状都由作用的声压所决定。传声器的均压孔使内、外的大气压力平衡。

三、仪器设备和材料

1、NDN型声级测试仪,如图1所示;

图1面板示意图

2、HS6020声校准器，如图2所示。

四、方法步骤

1、安装步骤

14

从包中取出声级测试仪，在仪器头部安装电容传声器；拨开仪器背面的电池盖板，按正确极性安上

一节九号电池，合上电池盖板。

2、检查电池电压

使［快/慢］及［保持］按键均史于弹起位置。按卜.［通］按键，接通电源。按下曲池］按键，检查电池电

压，如电表指针在红线范围内，表示电池电压充足，否则就应更换电池。弹起［电池］按键，准备完毕。

3、校正

为保证测量的准确性,声级测试仪应进行校正,有条件时尽量使用声学校正.由于电容传声器灵敏

度变化不大，利用仪器内部电校正信号来校正放大器的放大量，也能达到校正仪器的目的。但是仍应该

定期进行声学校正。

（1）电气校正

如已进行了声学校正▼,则不必进行电气校正。测试仪连续使用时间较长，为避免电池电压降低引

起放大量降低，可隔一至二小时进行一次电气校正。校正时，按下频率计权开关使置于“C”，量程旋钮

至“▼”位置，所用传声器修正值为±0.5dB,用起子调节“▼”电位器，使电表指示在红▼以上IdB处（即

4.5~5.5dB）,其余依次类推。

（2）声学校正

如图2,HS6020型声校准器的藉合腔内声压级为94dB,频率为1000Hz,半寸传声器的校正应加

配合器。当使用它来校正自由场型传声器，包括各种环境噪声测量仪器，应注意修正，在1000Hz时，

传声器的声压响应与自由场响应的差值，对一英寸传声器来说是-0.4dB,对半英寸传声器是-0.2dB,即，

校正半英寸自由场型传声器时，传声器的声压为94.0.2=93.8dB,此值即本传声器的等效自由场声压级。

使用时，要先将被校仪器电源打开，量程置于90dB的位置，将被校仪器的传声器放入加了配合器

的藉合腔内，再按下声校准器的按键开关，3秒钟后调节被校仪器的“▼”电位器，使被校仪器的指示值

与声校准器产生的声压级加以修正。

进行上述校正和检查后，仪器可用于测量，测量过程中不应再调节“▼”电位器。

4、声级测试仪测最区域环境噪声的方法

用手水平托住声级测试仪或将仪器固定在三脚架上，传声器指向被测声源，仪器应尽量远离人体，

以减少对测量的影响，频率计权开关置于“A”，调节量程旋钮使电表上显示以。〜+10dB为主刻度范围，

量程旋钮所指值加上电表读数，即得被测A声级。例，晟程旋钮放在8（）dB,电表指示+6dB,测得A

声级为80+6=86dB。

有时为了比较，需测曷C声级，测试时按下频率计权开关他置于“C”，其他测量程序同A声级测曷。

测量应在无雨、无雪的天气条件下进行，风速为5.5m/s以上应停止测量。测量时传声器加风罩。

测量点选在居住或工作建筑物外，离任一建筑物的距离不小于Imo传声器距地面的垂直距离不小

于1.2m。

在规定的测量时间内，每次每个测点lOmin的连续等效A声级（Leq）。

仪器的时间计权特性为“快”响应，采样时间间隔不大于lSo

不得不在室内测量时，室内噪声限值低于所在区域标准值10dB。测点距墙面和其他主要反射而不

15

小于1m,距地板l.2~L5m,离窗户约1.5m。开窗状态下测量。

用手水平方向托住声级测试仪或将声级测试仪固定在三脚架上，传声器指向被测声源，声级测试仪

应尽量远离人身体以减少人体对测量的影响，拟起频率计权开关使置于“A”，调节量程旋钮使电表上有

适当偏转(最好偏转到以OdB〜+10dB为主的刻度范围)，量程旋钮所指值加上电表读数，即得被测A声

级。例如量程旋钮放在8OdB,电表读数+6dB,则测得A声级为80+6=86(dB).

5、声级测试仪测量风机噪声的方法

1)声级计的计权网络使用A档。

2)首先测量测点的背景噪声和声场衰减规律-

3)声级计的传声器应指向声源，测量者应侧向声源。

4)声级汁在测量前、后均需校正。当误差超过声级计的精度时，应重新测量。

5)敞开于大气无外接管道的通风机进气口的声源部位1图3)；

派——标准声源；

图3

6)通风机作出气气动性能试验时，测量进气口辐射的噪声，测点位置S是在进气口轴线上(如

图4),与进气口距离为标准长度L。

五、注意事项

(I)使用前必须先阅读说明书，了解仪器的使用方法和注意事项。

(2)电池极性和外接电源极性切勿接反，以免损坏仪器。

(3)电容传声器是一种精密测量元件，必须小心使用，一般不要打开前保护栅，切忌用手或其他东西

碰触膜片，如有污物沾在膜片上，可用软毛刷蘸无水酒精擦去。装卸电容传声器时应将电源关闭。

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(4)仪器应放置干燥通风处，严防受潮。

(5)仪器如果工作不正常时，在不熟悉仪器线路结构时，请勿擅自拆修，以免进一步损坏仪器，可

送有关修理单位检修。

六、思考题

(1)等效声级的意义是什么？

(2)影响噪声测定的因素有哪些？如何消除？

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三防火防爆

实验七粉尘爆炸特性测定（综合性实验）

粉尘爆炸特性测定实验是利用Hartmann管式粉尘爆炸装置——国际上用于研究粉尘爆炸的经典设

备之一来实现的，此装置可用来测试粉尘爆炸下限、测试粉尘最小着火能量等。

实验设备结构及工作原理

Hartmann管式粉尘爆炸装置结构如图1所示,

各部分功能如下：

1——装置防护外罩；

2------Hartmann装置本体，材质为不锈钢，有效容积为

I.2L；

3——电热丝点火器：

4—粉体分散装置；

5——逆止阀；

6—喷粉电磁阀；

7——储气罐；

8-----进气电磁阀；

9——控制器：

图1Hartmann管式爆炸实验仪结构

10——安全限位器，用以保证防护罩门未关闭时不能引

爆；

11——压力传感器；

12——耐振压力表，用于显示储气罐压力，一般工作压

力为0.4〜0.6MPa,

工作原理：高压空气将粉尘均匀的分散在Hartmann装置内部，由电点火器点火引爆粉尘。

二、装置功能简介及使用说明

本装置主要有以下三种功能：

演示粉尘爆炸：装置顶端设有泄爆口，可以采用塑料薄膜、纸张等简易材料作为泄爆膜来观察爆

炸产生的一些现象，如压力、火焰和声音，对粉尘爆炸产生比较直观的感觉；

定性测试粉尘的可爆性：用于定性测试粉尘是否会爆炸，简易、直观。

测试粉尘的爆炸下限：通过调控加入粉尘的量和分散压力，可以测得粉尘的爆炸下限；

定性比较粉尘的爆炸猛烈程度：在实验条件完全相同的情况下，通过比较测得的爆炸压力大小，

可以定性比较粉尘爆炸的猛烈程度。

三、装置操作说明

电源：系统供电；

压力信号输出：压力传感器的信号通过该插孔的2、3脚输出，3脚为输出信号正，2脚为输出信号

负。利用示波器、计算机或其它二次仪表可以记录压力值；

点火延时：设置“喷粉引爆''按钮按下后开始喷粉的时间，该段时间也是点火线圈的加热时间，因此

延时时间不宜小于10so达到规定值，松开按钮即可。时间延长会增加点火线圈的温度，也就是说提高

粉尘爆炸的点火能量。不过，作为一般的粉尘爆炸性检测，10s的延时时间足够，过高的线圈温度会降

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低其使用寿命。

进气：给储气罐充气，按下按钮可持续充气，若压力表示数达到设定值即停止充气。

喷粉引爆：该按钮按下，点火延时开始计时，同时点火线圈开始加热，时间一到，储气罐排气电

磁阀即开启，将储粉室内的粉尘喷到Hartmann管内，遇到加热的点火线圈就会引发爆炸。

急停：“喷粉引爆”按钮按下后，若发现紧急情况拍下急停按钮，则整个系统会停止工作。

四、实验步骤：

1.制备粉尘样品：选取欲测试样品100g左右，利用恒温干燥箱干燥1小时（温度设置为105C）；

2.启动空气压缩机加压到能够为仪器充气的压力；

3.称量1g左右的样品，均匀放置在Hartmann管底部分散装置四周：

4.关闭防护罩门；

5.启动进气电磁阀，观察压力表的示数，压力一般在0.4〜0.6MPa就可以完成实验；

6.按下“喷粉引爆”，完成点火引爆；

7.观察并记录实验结果；

8.按下“喷粉引爆”，关闭点火线圈按钮，清理仪器，完成一次实验。

需要说明的是，测试某种粉尘能否爆炸，一般需要多次重复实验，也许需要改变粉尘的分散压力（但

要Vl.OMPa）和粉尘浓度。

判断是否爆炸的判据可以根据是否产生压力突升，可以在Hartmann装置顶部安装塑料薄膜或其它

易碎材料（如普通打印纸）来观察。

五、仪器使用注意事项

本仪器在使用时需注意以卜几点：

1.本仪器在使用时有明火产生，实验台周围不应放置易燃易爆类危险物质；

2.外供电压为交流220V,设备外壳需接地；

3.为保护系统，工作压力（即压力表显示压力）V0.6MPa；

4.为安全起见，实验时防护罩的门必须关闭；

5.根据•般工业粉尘的爆炸极限范围，本仪器的适宜粉尘浓度对应的质量为0.1〜5g,过大或过

小均有可能不会爆炸；

每次点火爆炸后应立即关闭“喷粉引爆”按钮，以延长点火器的使用寿命。

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实验八闪点测试实验（验证性实验）

闪点是着火的最低温度。不同的可燃液体具有不同的闪点，能溶于•水的可燃液体的闪点随着含水量

的增加而提高。闪点越低危险性越大，闪点对火灾的消防有重大的实际意义，它是对可燃液体采取防火

灭火措施的主要依据。

一、实验目的

1、掌握实验仪器的操作使用。

2、学会“闭口杯法”测定可燃液体的闪点。

工学会“开口杯法”测定可燃液体的闪点和燃点c

二、实验原理

可燃液体在规定的条件下加热，随着温度的升高，挥发速度加快，到达某一温度时，表面产生的蒸气与

空气的混合物，遇到明火就发生一瞬间的火苗或闪光。

三、实验方法和步骤

（一）闭口杯法

1、仪器

（1）闭口闪点测定器：其结构原理如图1所示，符合GB/T261-1983《石油产品闪点测定法（闭

口杯法）》。

图I闭II闪点测定器

1一点火器调节螺丝；

2一点火器；3一滑板;

4—油杯盖：5—油杯：

6—浴套；7一搅拌桨;

8—壳体；9一电炉盘;

1（）一电动机；11一铭

牌；12一点火管；

13一油杯手柄；14—温

度计；15—传动软轴；

16一开关箱

（2）温度计：符合GB"514-1983《石油产品试验用液体温度计技术条件》；

（3）防护屏：镀锌铁皮制成，高度550〜650mm,宽度适中，屏身内壁涂成黑色。

（4）待测试样

2、准备工作

①试样的水份若超过0.05%,必须脱水，脱水处理是在试样中加入新锻烧并冷却的食盐、硫酸钠或

无水氧化钙，估计试样闪点低于100C时不必加温，闪点高于100C时，可以加热到50~80C。脱水后，

取试样上层澄清部分供试验用。

②油杯用无铅汽油洗涤，再用空气吹干。

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③试样注入油杯时，试样和油杯的温度都不应高于试样脱水的温度。杯中试样要装到环状标记处。

然后盖上清洁、干燥的杯盖，插上温度计，并将油杯放在空气浴中。试验闪点低于60℃的试样时，应

预先将空气浴冷却至室温。

④引燃点火器，并将火熔尽可能调整为直径3〜4mm的球形。

⑤为便于观察闪火，闪点则定器要放在避风和较暗的地方。为了更有效地避免气流和光线的影响，

应围上防护屏。

⑥用检定过的气压计，测出试验时的实际大气压力P。

3、试验步骤

①试验闪点低于SfTC的试样时,从开始到结束要连续地进行搅拌,并使试样升温速度为1℃/minc

②试验闪点高于50c的试样，要使加热速度均匀上升，并定时进行搅拌，到预计闪点前40c时，

调整加热速度，使在预计闪点前20℃时，升温控制在2~3℃min,并连续进行搅拌。

③试样温度到预期闪点前10℃时，对于闪点低于104c的试样每经进行一次点火试验，对于闪

点高于104c的试样每经2℃进行一次点火试验。

试样在试验期间进行连续搅拌，只在点火时才停止搅拌，点火时，使火焰在0.5s内在到杯口含蒸

气的空间中，停留1s后立即运回。如果看不到闪火，就继续搅拌试样，并按本条的要求重复进行点火

试验。

④在试样液面上方刚出现蓝色火焰时，立即读出温度值作为闪点的测定结果。看到闪火之后，继续

按照③进行点火试验，应能继续闪火。在闪火之后，若再进行点火却看不到闪火，应更换试详重新试验；

只有重兔试验的结果依然如此，才能认为测定有效。

4、大气压力对闪点影响的修正

①试验时要记录大气压力，按式(1)或式(2)计算在标准大气压力101.3kPa或760mmHg时闪点的修

正数△((℃),

△t=0.25(101.3-P)(1)

△t=0.0345(760-P)(2)

式中：P—实际大气压力。式(1)中P的单位为kPa；式(2)中的P的单位为mmHg

此外，式(1)中修正数△[(℃)还可以从表1中查出：

表1

大气压力PkPa修正数△[(℃)

83.97-87.70+4

87.84-91.57+3

91.70〜95.44+2

95.57-99.30+1

10330-107.03-1

②实测的闪点数值加上修正数，并取整数为所报结果，

5、精密度

用以下规定来判断结果的可靠性。

①重复性

同一操作者重复测定两个结果之差，不应超过表2规定数值:

表2

闪点范围℃允许误差℃

104或低于1042

高于1046

②冉现性

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由两个实验室测出两个结果之差，不应超过表3规定数值:

表3

闪点范围℃允许误差℃

104或低于1044

高于1048

6、取重复测定两个值的算术平均值，作为试样的闪点,

7、.实验数据及结果填入表4

表4

人气压力PkPa实测闪点匕修正数△[C修正后的闪点t匕报告闪点C

(二)开口杯法

1、仪器

①开口闪点测定器，其结构如图二所示：符合GB/T267-1988《石油产品闪点与燃烧点测定法(开

口杯法)》。

②温度计：符合GB/T5I4-1983《石油产品试验用液体温度计技术条件》。

③防护屏：镀锌铁皮制成，高度550〜650mm,宽度适中，屏身内壁涂成黑色。

2.准备工作

①试样水份大于0.1%时，必须脱水。脱水处理是在试样中加入新锻烧并冷却的食盐、硫酸钠或无

水氯化钙进行，闪点低于100C的试样脱水时不必加热，其它试样允许加热至50~8()℃用脱水剂处理。

脱水后，取试样上层澄清部分供试验用。

②油杯要用无铅汽油洗涤，再用空气吹干。

图二开口闪点测定器

1一温度计夹；2一支柱:

3—温度计；4一内珀烟: