中南大学本生灯法丈量火焰速率尝试指点书
发布时间:2019-08-08   动态浏览次数:

  R QY Y-3 本生灯法丈量火焰速度 尝试指点书 中南大学能源科学取工程学院 二 0 逐个年四月 本生灯法丈量火焰速度 尝试指点书 一、尝试目标 1.领会本生灯的工做道理和布局形成,察看火焰布局,巩固火焰速度的概念。 2. 测定液化石油气的层流火焰速度,控制本生灯法丈量火焰速度的道理和 方式。 3.测定分歧燃料百分数下火焰速度,控制分歧油气比对火焰速度的影响, 二、尝试道理 层流火焰速度是燃料燃烧的根基参数。丈量火焰速度的方式良多,本试验 安拆是用动力法即本生灯法进行测定。 一般法向火焰速度定义为正在垂曲于层流火焰前沿面标的目的上火焰前沿面相对于未 燃夹杂气的活动速度。正在不变的Bensun火焰中,内锥面是层流预混火焰前沿面。正在此面 上某一点处,夹杂气流的法向分速度取未燃夹杂气流的活动速度即法向火焰速度相 均衡,如许才能连结燃烧前沿面正在法线 ? us ? sin ? 式中:us-夹杂气的流速(cm/s) ; α-火焰锥角的一半。 或 u 0 ? 1000 qv ?r r 2 ? h 2 cm/s 式中:qv-夹杂气的体积流量(L/s) ; h-火焰内锥高度(cm) ; r-喷口半径(cm) 10—单元换算系数 上式是利用本生灯火焰高度法测定可燃夹杂气体的层流火焰速度 u0 的计较式。 正在我们的尝试中,可燃夹杂气体的流量 qv 是用浮子流量计别离测定燃气取空气的单元体 积流量而获得的, 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 尺丈量。 三、尝试内容 操纵火焰试验系统,调理预混空气调理阀,不雅测预混火焰的回火和脱火等现象。利 用本生灯火焰试验系统,调理预混空气调理阀,不雅测本生灯火焰的内、外火焰锋面。按 照生灯法丈量火焰速度的道理和方式,测定分歧空气耗损系数时的火焰速度, 从而绘制获得火焰速度取空气耗损系数的关系曲线。 四、尝试设备布局 尝试台由本生灯、旋涡气泵、浮子气体流量计、测高尺等构成。旋涡气泵发生的 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、浮 子气体流量计、防回火器、调压阀后进入本生灯取空气预夹杂,点燃后通过丈量内焰锥 高度计较火焰的速度。如图 2 所示。 五、尝试步调 1、启动旋涡气泵,调理风量使空气流量约为 0.56 m3/h,表压为 0.35 kPa。 2、燃气阀,调整燃气流量约为 24 L/h,表压为 0.52 kPa。 3、利用焚烧枪正在本生灯管口点燃预混气体。由以上燃气流量,粗略估算出一次空 气系数 n 约为 0.8、 0.9、 1.0、 1.1、 1.2 时的空气流量 (可取 0.6、 0.56、 0.52、 0.48、 0.44 m3/h) 。 4、迟缓调理空气流量,使空气耗损系数 ?1 =1。当火焰不变后,察看火焰外形、颜 色,记实燃气取空气的体积流量和压力,由测尺测出火焰内锥高度(从火焰底部,即喷 口出口断面处到内锥顶部间的距离) 。为削减丈量误差,对每种环境最好测三次,然后取 平均值。 5、选择 n 为 0.8、0.9、1.1、1.2 时的空气流量进行不异的尝试操做。 6、记实室暖和当前大气压力。 7、封闭甲烷和压缩空气阀门。 8、尝试竣事。 六、数据处置 1. 按照抱负气体形态方程式(等温),将燃气和空气丈量流量(为20℃,101325Pa 时的值)换算成尝试前提下喷管内的流量值,然后计较出夹杂气的总流量,求出可燃混 合气正在管内的流速us,并求出空气耗损系数。 2.计较出火焰速度u0,将相关数据填入表内。 七、尝试演讲要求 1、填入记实数据并计较 喷管口半径: cm 室温: 折算流量 L/h ℃ 本地大气压: kPa 序 号 1 燃气丈量值 空气丈量值 L/h m3/h 压力 流量 压力 流量 燃气 空气 空气消 气流出口 火焰 总流量 耗系数 火焰高度 速度us 速度u0 qv(L/s) (cm) ?1 (cm/s) (cm/s) 1 2 3 平均 1 2 2 3 平均 1 3 2 3 平均 1 4 2 3 平均 1 5 2 3 平均 1 6 2 3 平均 2、思虑题 (1)为什么用本生灯安拆可用来丈量层流燃烧速度? (2)应选定 Bensun 火焰的哪个面为火焰前沿面?为什么? (3)数据拾掇后,画出层流火焰速度随空气耗损系数变化的 u0~n 曲线、数据误差阐发并加以申明。 附录 分歧浓度下的甲烷层流火焰速度尝试值(参考) 尝试次数 1 2 3 4 5 6 燃气体积流量(L/s) 空气体积流量(L/s) 一次空气系数 n 锥状内焰高度 cm 层流火焰速度 u0 (cm/s) 0.0102 0.122 1.26 1.98 26 0.0111 .0123 1.17 1.73 30 0.012 0.122 1.07 1.44 35 0.014 0.122 0.92 1.35 37 0.0156 0.123 0.83 1.66 32 0.0169 0.122 0.76 2.73 21 液化石油气学问(来历于网上) 液化石油气是炼油厂正在进行原油催化裂解取热裂解时所获得的副产物。 催化裂解气 的次要成份如下(%) :氢气 5~6、甲烷 10、乙烷 3~5、乙烯 3、丙烷 16~20、丙烯 6~ 11、丁烷 42~46、丁烯 5~6,含 5 个碳原子以上的烃类 5~12。这些碳氢化合物都容易 液化,将它们压缩到只占原体积的 1/250~l/33,储存于耐高压的钢罐中,利用时拧开液 化气罐的阀门,可燃性的碳氢化合物气体就会通过管道进入燃烧器。点燃后构成淡蓝色 火焰,燃烧过程中发生大量热(发烧值约为 92100kJ/m3~121400kJ/m3) 。并可按照需要, 调整火力,利用起来既便利又卫生。液化石油气虽然利用便利,但也有不平安的现患。 万一管道漏气或阀门未关严, 液化石油气向室内扩散, 当含量达到爆炸极限 (1.7%~10%) 时,碰到火星或电火花就会发生爆炸。为了提示人们及时发觉液化气能否泄露,加工场 常向液化气中混入少量有恶臭味的硫醇或硫醚类化合物。一旦有液化气泄露,当即闻到 这种气息。而采纳应急办法。 取尝试用液化石油气成份为: H2 5;CH4 10;C2H6 4;C2H4 3;C3H8 20;C3H6 7;C4H10 45;C4H8 6 据此计较理论空气需要量 L0=4.76[1/2H2+2CH4+3.5C2H6+3C2H4+5C3H8+4.5C3H6+6.5C4H10+6C4H8]×10-2 =4.76[2.5+20+14+9+100+31.5+292.5+36]/100 =24.06 m3/m3

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