燃烧学实验指导书.docx

专业课实验室

燃烧学实验
实验指导书

重庆大学动力工程学院
二○○九年十二月
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。
燃烧完后的本生灯管、喷嘴口、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。

本生灯燃烧实验系统介绍
一、本生灯燃烧实验系统
本生灯燃烧实验系统如图1所示。压缩空气（蓝色导管）通过减压阀门调节，进入浮子流量计调节测量。甲烷（桔红导管）由气瓶开关、减压阀提供，接通单向电磁阀进入浮子流量计调节测量。主控制面板上设计了一个主控单向电磁阀开关，只有当电源接通，开关按下时，燃料才能供应。空气和燃气调节好当量比被分别输送进入一个混合管（混合管的功用是缓和气流的脉动，并使甲烷、压缩空气两股气体充分混合，以保证在本生灯管的进口处获得稳定、均匀的流动），该混合管连接一个内径为25mm的本生灯管，用于火焰结构演示实验、钝体火焰稳定实验。根据火焰传播的余弦定理，已知管口直径，测量出火焰的高度，就能算出火焰锥角。再通过浮子流量计的读数，测出气流流出管口的速度，就可以算出火焰的传播速度。

图1本生灯燃烧实验系统

二、实验装置
本生灯燃烧实验系统由本生灯，压缩空气阀，甲烷气瓶一个，浮子流量计两
个，空气压力表、甲烷压力表各一个，减压阀两个，单向逆止阀一个，混合器，钢尺，点火枪等组成。实验用仪器仪表型号规格见表1.

表1.实验用仪器仪表型号规格
名称型号规格生产厂家本生灯浮子式流量计(燃气)LZB-4F浮子式流量计(空气)LZJ-10空气减压阀燃气减压阀单向逆止阀空气压力表膜合压力表(2.5级)甲烷压力表膜合压力表(2.5级)点火枪红日牌压缩空气罐压缩甲烷气罐ISP-15钢尺混合器（本生灯有的话，则不需）

三、燃气的物理化学性质

实验用燃气可用甲烷气体，也可用液化石油气(LPG)，在本实验中选用液化石油气作为实验用燃气，其物理化学性质见表2.

表2.燃气的物理化学性质
燃料主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预混火焰颜色与外型

一、实验目的：
1．了解本生灯的工作原理和结构构成。
2．观察本生灯预混火焰外型与结构。
3.当量比对预混火焰颜色的影响。
二、实验原理
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。同时能观察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，可以观察到火焰颜色的变化。当空气浓度较低时，扩散火焰占主要部分，反应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，反应温度高，完全燃烧，火焰呈蓝色。
三、实验设备与燃料
实验设备：本生灯、点火枪、钢尺等本生灯燃烧实验系统，见图1。
燃料：液化石油气。
四、实验步骤
1.如在室内做实验，须开启排风扇，保持室内通风，防止燃气泄漏造成对人员的危害。
2.按实验原理系统图，检查并连接好各管路。
3.打开空气(进气)总阀，调节减压阀出来的压缩空气符合实验压力要求（空气压力0.3MPa）；开启液化石油气开关阀，调节减压阀，（液化石油气压力0.1MPa），符合实验要求。使燃气管充满石油气，然后打开燃气(进气)总阀。
4.缓慢打开空气流量计处调节阀，使空气流量指示在150L/h左右。再打开燃气流量计处调节阀，使燃气流量指示在6~7L/h左右，调节浮子流量计使得压缩空气和液化石油气流量达到当量比为Φ=1的流量。
5.使用点火枪在本生灯管口点燃预混气体。
6.观察火焰外形、颜色，并记录燃气和空气压力、流量值、火焰高度。
7.同理，选择几个当量比Φ>1及Φ<1时的情况进行调节，观察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，记录燃气和空气压力、流量值、火焰高度。
8.在完成上面的步骤后把两个浮子流量计的流量都调到最低（即关闭）。
9.关闭液化石油气和压缩空气阀门。
10.实验结束，整理实验现场。
五、数据处理
记录形成稳定的Bensun火焰现象时的燃气和空气压力、流量值