防爆学原理实验指导书(实验二、实验三).pdf

防爆学原理实验教学大纲与指导书

实验二甲烷气体爆炸极限测试

一、实验目的

了解气体爆炸极限测试装置，学习分压法配气的原理和方法，掌
握气体爆炸极限测试方法，理解爆炸极限的概念，弄清气体爆炸极限

的影响因素及其一般规律。
二、实验原理

爆炸极限是指可燃气体和空气组成的混合气遇火源即能发生爆
炸的可燃气体最低和最高浓度。本实验就是将可燃性气体与空气按一
定比例混合，然后采用电火花进行引燃实验，通过改变可燃性气体浓

度直至测得能发生爆炸的最低、最高浓度。
三、实验装置

爆炸极限测定装置主要由反应管、点火装置、搅拌装置、真空泵、
压力计、电磁阀等组成，设备结构原理图及实物见图2-1。反应管采
用石英玻璃制成，管长1400mm，管内径60mm，管底部装有通径不
小于25mm的泄压阀，装置安放在可升温至50℃的恒温箱内。恒温
箱正面装有双层玻璃门，一层为钢化玻璃，一层为有机玻璃，用以观
察实验现象并起保护作用。可燃气体和空气混合气利用电火花引燃，
电火花能量应大于混合气的最小点火能。点火电极距离反应管底部不
小于100mm，并处于管横截面中心。

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图2-1实验装置原理图及实物照片
四、实验步骤

（1）检查实验仪器的气密性
将装置抽到真空度不大于667Pa，然后停泵。5min后压力计压力
升高若不大于267Pa，则认为密闭性符合要求。
（2）连接干燥瓶
在干燥瓶内放入适量的干燥剂，平稳地放置在爆炸极限装置恒温
箱的托盘架上，并用软胶管连接到空气进气阀接头上。
（3）准备待测样品
采用气囊收集待测纯净的气体样品，再将气囊平稳地放置在恒温
箱内的托盘架上，将进样软胶管连接到进样控制电磁阀的接头上。
（4）配制混和气体
采用分压法配制待测混合气体。
（5）搅拌
为使反应管内可燃性混合气体在空气中能均匀分布，配好气后利
用无油封闭循环搅拌泵均匀搅拌大约5min。
(6)点火

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停止搅拌后及时打开反应管底部泄压阀，然后点火，观察是否出
现火焰。点火过程恒温箱的玻璃门应始终处于关闭状态。
(7)爆炸极限的确定
采用渐进法通过测试来确定爆炸极限值。测定爆炸下(上)限时，
如果在某浓度下未出现爆炸现象，则增大(减少)可燃性气体的浓度直
至测得能发生爆炸的最小(大)浓度；如果在某浓度下发生爆炸现象，
则减少(增大)可燃性气体浓度直至测得不能发生爆炸的最大(小)浓
度。测量爆炸下限时所用样品改变量应满足每次不大于上次进样量的
10％，测量爆炸上限时所用样品改变量应满足每次不大于上次进样量
的2％。
通过重复(4)～(6)的操作，测得最接近爆炸和不爆炸两点的浓度，

并按下式来计算爆炸极限值：
1
φφφ（）
212

式中：

φ——爆炸极限；

φ1——爆炸浓度；

φ2——不爆炸浓度。
五、实验数据记录与分析

利用该装置测得甲烷爆炸下限的结果如下：
甲烷
4.50%4.6%4.80%5.00%4.90%4.90%爆炸下限
体积浓度

是否爆炸否否否是否否4.95%

六、问题与讨论

1、请阐述分压法配制混合气体的原理。
2、分析影响爆炸极限测试结果的主要因素。

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实验三粉尘层最低着火温度的测定

一、实验目的
1．掌握粉尘层最低着火温度的测定方法；
2．掌握判别粉尘是否已经着火以及确定其最低着火温度的方法，
以加深对粉尘危险特性的理解。
二、实验原理

粉尘是粉碎到一定细度的固体粒子的集合体，按状态可分成粉尘

层和粉尘云两类。粉尘层是指堆积在物体表面的静止状态的粉尘。
本实验是将粉尘预先铺置于热表面上，温度控制仪控制热表面加
热温度，粉尘被加热直至点燃，温度记录仪将过程温度变化记录下来。
在本装置中热电偶按功能有：热表面记录热电偶、热表面控制热电偶

及粉尘层温度记录热电偶。
三、实验设备和仪器

本实验所用的实验设备和仪器主要包括粉尘层最低着火温度测

定装置、标称孔径为75μm、200μm的金属丝网、干燥器、电子天平、
玉米淀粉、药勺、金属环、刮板等。
粉尘层最低着火温度测定装置如图3-1所示，其主要包括加热系

统、控制及记录系统。
热电偶3

热电偶2
热电偶1盛装粉尘的金属环
热平面（φ200，厚24）

温度控制仪

电炉（220）温度采
集器

电源（220）

图3-1粉尘层最低着火温度测定装置

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1．热表面
热表面由直径不小于200mm、厚度不小于20mm的圆形金属平
板制成。平板由电加热器加热，并由安装在平板内靠近平板中心的热

电偶控制温度。热表面控制热电偶的结点在平板表面下1±0.5mm处，
并与平板保持良好的热接触