防火防爆技术实验指导书2015版

K * T qb / G
Q
f dt
式中：Qfdt-分析试样的弹筒发热量 Qfdt，J/g
2
G-分析试样的重量，g 其他同上 (3)高位发热量的计算：
1
高位发热量按以下公式计算：
Q
f f f Q 94.2 S dt a Q gw dt dt f
J/g
实验一
一、实验类型 综合、设计型 二、实验目的
燃烧热测试实验
1、明确燃烧热的定义，了解恒压、恒容燃烧热的区别； 2、了解氧弹式量热计的原理、构造和使用方法； 3、学会使用氧弹热量计测定煤的高位发热量和低位发热量。 三、实验仪器、设备 （1）ZDHW300 型全自动量热仪； （2）附属设备 电子计算机、实验软件光盘、分析天平、万用表。 （3）实验材料 加热丝、氧气、苯甲酸、氢氧化钠标准溶液、0.2%甲基红指示剂、擦镜纸、 煤样。 四、实验原理 煤的发热量测定是将可燃物质煤、氧化剂及其容器与周围环境隔离,测定燃 烧前后系统温度的升高值⊿T,再根据系统的热容 C,可燃物质的质量 m,计算每克 物质的燃烧热 Q。即系统的热容,一般是利用已知燃烧热的标准物质在相同条件 下完全燃烧,根据其燃烧前后系统温度的变化 Aγ,质量,每克煤的的燃烧热 Qfdt。 本实验恒温式热量计测得的。 五、实验步骤 （一）量热计常数热容量 K 的测定 1.在分析天平上准确称量苯甲酸片（成品） ；或在台秤上称取约 0.4 克标准 级苯甲酸，用布擦净压片机，然后把压片模装在压片机上,从上口装入台秤粗称 过的苯甲酸,进行压片。压片若被沾污,可用小刀刮净,然后在干净的玻璃板上轻 轻敲击 2～3 次,再在分析天平上准确称量。 2.用手拧开氧弹盖，将其放在专用架上，装好专用的石英杯或不锈钢杯，用 移液管取 10 毫升蒸馏水放入氧弹中。
1
3.取定长度（准确）的引火丝穿过药片，然后将两端固定在引火电极上，盖 好并用手拧紧盖。 关好出气口,拧下进气管上的螺钉；换接上导气管的螺钉,导气 管的另一端与氧气钢瓶上的氧气减压阀连接。打开钢瓶上的闷门缓缓进气,达 25～30 大气压后,关好钢瓶阀门及减压阀,拧下氧弹上导气管的螺钉,把原来的 螺钉装上，用万用表检查氧弹上导电的两极是否通路，若不通，则需放出氧气， 打开弹盖进行检查。 （为了便于着火，药片上可绕几圈棉花。 ） 4. 在两极上接上点火导线，装上已调好的贝克曼温度计(或量热温度计)， 盖好盖子。 在量热计夹套中装自来水，铜水桶中装入 3L 自来水。然后把氧弹放 入铜水桶中,若水尚未淹至弹盖上缘,还应加入一定量的水 （如 250 或 500 毫升等） 用手扳动搅拌器,检查浆叶是否与器壁相碰；开动搅拌器。 5.待温度变化基本稳定后,开始读点火前最初阶段的温度,每隔半分钟读一 次,共 10 个间隔,该数完毕,立即按电钮点火。指示灯熄灭表示着火,继续每半分 钟读一次温度,直至温度开始下降后。再读取最后阶段的 10 次读数,便可停止实 验。温度上升很快阶段的温度读数可较粗略,最初阶段和最后阶段则需精密到 0.002℃。 6.停止实验后关闭搅拌器,先取下温度计， 再打开量热计盖,取出氧弹并将其 拭干,打开放气阀门缓缓放气， 放完气后,拧开盖子,检查燃烧是否完全,若弹内有 炭黑或未燃烧的试祥时,则应认为实验失败。 若燃烧完全,则量取燃烧后剩下的引 火丝长度。 【并用少量蒸馏水洗涤氧弹内壁,将洗涤液收集在 150 毫升锥形瓶中, 煮沸片刻,用酚酞作指示剂,以 0.1000mol.L-1NaOH 滴定。 】 （二）煤发热量的测定 1.在台秤上称取 1~1.2 克（精确至 0.0002 克）对发热量高的煤，采用低值， 发热量低或水当量大的热量计，可采用高值。 2.以下步骤同上。 数据处理：根据实验数据计算: (1)量热计的水当量（热容量 K） 。 (2)分析试样的弹筒发热量 Qfdt，测定结果按下式计算：
《防火防爆技术》水师范学院矿业工程系
年 月 日
目录
实验一 实验二
燃烧热测试实验.................................................................................................................1 瓦斯爆炸仿真实验.............................................................................................................5
八、思考题 1、 根据瓦斯爆炸的演示实验， 分析瓦斯爆炸的危害以及如何防止瓦斯爆炸？
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实验目的、设备、原理、操作步骤（只写煤的发热量的实验步骤---步骤同上的要相应 置换为对应的步骤） 、实验注意事项、思考题
七、实验注意事项 1、充氧过程一定要在老师监督指导下进行，严禁擅自操作； 2、氧弹进气口禁止接触油脂；
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3、氧弹放入内桶前，用手或毛巾擦拭底部，防止金属丝等杂物带入内桶； 4、进入测试程序后，不需再操作计算机键盘； 5、氧气瓶稳妥放置，防止倾倒； 6、严禁将明火带入实验室。 八、思考题 1、在使用氧气钢瓶及氧气减压阀时应注意哪些规则? 2、氧弹发热量与高低位发热量有何区别？ 3、常用的热量计有哪几种类型?它们的差别是什么？
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排出口排出的气体要排放到室外，防止废气积聚。 3、模拟巷道两端需用一层普通报纸密封压紧，多余的纸要取掉，以免被爆 炸火焰引燃。 4、瓦斯、氧气、湿度传感器要定期校正。传感器表面若有粉尘沉积，需进 行清除。 5、瓦斯气源使用必须绝对保证安全，使用时瓦斯室内开启监测器，瓦斯释 放量要小，浓度不高于 2%。不用时瓦斯气源必须关闭好，并保持实验室内通风。
式中：94.2--煤中每 1%硫的校正值，J/g Sdtf—由弹筒洗液测得煤的含硫量，% a-— 硝酸校正系数， 对于贫烟和无烟煤为 0.001， 其他煤取 0.0015
当煤中全硫含量低于 4%，或发热量大于 14654 J/g 时，可用全硫或可燃硫 代替 Sdtf
2
可按下列公式将分析基结果换算为应用基：
Q
y gw
Q * 100 W
f gw

y
/ 100 W
f
式中：Qydt—应用基高位发热量，J/g Wy—应用基全水分，% Wf—分析基水分含量，%
3
低位发热量的计算和换算：
Q
y dw
Q
f gw
26 9 * H y W

y

式中：QydW—应用基低位发热量， J/g Hy—应用基氢的含量，% 六、实验报告要求
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实验二
一、实验类型 演示验证型 二、实验目的
瓦斯爆炸仿真实验
1、通过瓦斯爆炸演示，认识瓦斯的爆炸特性，掌握瓦斯爆炸的条件。 三、实验仪器、设备 智能型瓦斯爆炸实验装置；电脑控制系统；瓦斯标准气样（纯甲烷） 四、实验原理 空气中瓦斯在一定的浓度范围内，有点火源时能够发生爆炸。瓦斯浓度、氧 气浓度及点火源温度会相互影响。 五、实验步骤 1、实验前打开门窗，保证实验场所空气流通，不能有火源存在。 2、打开面板上的总电源开关“电源”按钮，并打开气泵开关“气泵”按钮。 3、气泵进气要新鲜、清洁，当气压表上升至 0.2MPa 时，检查装置是否正 常，如果正常可进行实验。 4、开启瓦斯气瓶阀门，缓慢进气，模拟巷道瓦斯浓度控制在 5%-16%之间， 为保证实验效果可将瓦斯浓度控制在 8%-10%。 5、用电脑控制或手动控制选择瞬间点火或缓慢点火。 六、实验报告要求 1、 实验报告统一用系上打印的实验报告册编写。 实验报告中有关专业班级、 学生姓名、学号、实验项目名称、实验指导教师、实验日期等信息应完整且准 确无误。 2、实验报告内容 包括实验目的、实验原理、实验仪器设备、实验步骤、实验记录（介绍瓦 斯爆炸实验过程） 、实验结果与讨论（分析瓦斯爆炸的条件及瓦斯爆炸现象） 、 实验思考题的回答等内容。 七、实验注意事项 1、气泵压力调整不得超过 0.2MPa） 。 2、当模拟巷道中瓦斯浓度过高时，可充新鲜空气进行调节，调节时从废气