燃烧学实验实验指导书.doc

燃烧学实验实验指导书燃烧学实验指导书燃烧学实验指导书内蒙古科技大学热能与动力工程学院教学实验中心三月目录实验原理系统图、实验仪器仪表型号规格及燃料物理化学性质………………2实验一Bensun火焰及Smithell法火焰分离……………………………………..3实验二预混火焰稳定浓度界线测定……………………………………………4实验三气体燃料的射流燃烧、火焰长度及火焰温度的测定…………………6实验四本生灯法层流火焰传播速度的测定……………………………………11燃烧喷管及石英玻璃管说明燃烧喷管共4根，分别标记为：I号长喷管—细的长喷管(喷口内径7.18mm)II号长喷管—粗的长喷管(相配的冷却器出口直径10.0mm)I号短喷管—细的短喷管(喷口内径5.10mm)II号短喷管—粗的短喷管(喷口内径7.32mm)石英玻璃套管共3个，分别标记为：I号玻璃管—最细的石英玻璃管(本生灯火焰内外锥分离用)II号玻璃管—中间直径的石英玻璃管(观测Burk-Schumann火焰现象及测定射流火焰长度用)III号玻璃管—最粗的石英玻璃管(测定射流火焰温度用)燃烧学实验注意事项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。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。燃烧完后的喷嘴口、水平石英管的温度仍很高，勿碰触，以防烫伤。在更换燃烧管时，手应握在下端，尽量远离喷嘴口。实验用仪器仪表型号规格名称型号规格生产厂家浮子式流量计(燃气)LZB-4F常州热工仪表总厂浮子式流量计(空气)LZJ-10常州热工仪表总厂空气稳压定值器QGD-101广东肇庆恒星仪表气动元件厂空气压力表膜合压力表(2.5级)上海仪川仪表厂空气压缩机NCSE-150上海龙海力霸通用机械有限公司数字式温度计XMT-1100上海大华仪表厂石英玻璃管内径12.7mm上海泰恒科学仪器有限公司燃气的物理化学性质燃料重要成分相对分子质量液态密度(kg/L)沸点(℃)理论空气量kg/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火焰及Smithell法火焰分离一、目的：1.观测Bensun火焰的圈顶效应、壁面淬熄效应及火焰外凸效应；燃料浓度对火焰颜色的影响；气流速度对火焰形状的影响等各种火焰现象。2.了解本生灯火焰内外锥分离的原理和方法。二、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，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。同时能观测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，可以观测到火焰颜色的变化。当空气浓度较低时，扩散火焰占重要部分，反映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，反映温度高，完全燃烧，火焰呈蓝色。富燃料的Bensun火焰可以用Smithell分离法进行内外锥分离。Bensun火焰及Smithell火焰分离现象如图1所示。三、实验设备与燃料空气压缩机、稳压筒，Bensun火焰实验系统，I号长喷管，I号玻璃管，点火器。燃料：液化石油气。四、实验环节1.启动排风扇，保持室内通风，防止燃气泄漏导致对人员的危害。2.启动空压机，使空压机上压力表达成0.4MPa。保证储气罐有足够的空气量。3.按实验原理系统图，检查并连接好各管路，装上I号长喷管(内径7.18mm)，并套上支撑环架及I号玻璃管。4.打开空气(进气)总阀，按规定设定预混空气定值器压力(定值器已预先调整好，勿需学生调整)。启动液化石油气开关阀，使燃气管充满石油气，然后打开燃气(进气)总阀。5.缓慢打开预混空气调节阀，使空气流量指示在150L/h左右。再打开燃气调节阀，使燃气流量指示在6~7L/h左右，用点火器在喷管出口点火。6.调节空气流量，观测不同空燃比时火焰颜色及形状的变化。待管口形成稳定的Bensun火焰时(空气流量约275L/h左右)，记录燃气和空气压力、流量值。7.火焰内外锥分离：调节空气流量(约150L/h左右)，使火焰内锥出现黄尖，托起支撑环架，使玻璃外管升高，当外管口超过内管口时，火焰便移到外管口上；外管再升到一定距离，外锥仍留在外管口处，而内锥移至内管口燃烧，从而实现了火焰分离；玻璃外管继续升高，外锥被吹脱。记录燃气和空气压力、流量值。8.关闭燃气和空气阀门，整理实验现场。五、数据解决记录形成稳定的Bensun火焰及Smithell火焰