燃烧学实验.doc

研究生专业实验之13

研究生专业系列教学实验
实 验　名　 称：
天然气预混点火、脱火、熄火实验
冉景煜
试 做 教 师：
所 在 学 院：
动力工程学院
实 验 日 期：
2010年 6 月 1 日
实验报告书

重庆大学动力学院中心实验室
二00九年制

一、实验目的
通过实验达到以下目的：
1、通过对实验现象的观察、分析，使学生能初步掌握燃烧学实验的基本知识、基本方法和基本技能，并能运用燃烧学原理解释材料的燃烧性能，加深对燃烧学原理的理解。
2、培养和提高学生的科学试验能力。主要包括：动手实践能力、思维创新能力、书写表达能力和简单的设计能力。 
3、培养和提高学生从事科学实验的素质。要求学生具有理论联系实际和实事求是的科学作风；严肃认真的工作态度；不怕困难、主动进取的探索精神；遵守操作规程、爱护公共财物，以及在实验中相互协作、共同探索的思想品德。
4、观察预混天然气点火枪点火、脱火、熄火时的现象，测定火焰发生脱火和熄火时天然气和空气的流量特性。

二、实验内容
利用点火枪对预混天然气的点火、脱火、熄火现象进行实验，测定火焰发生脱火和熄火时天然气和空气的流量特性

三、实验原理和方法
预混燃烧是将燃气与燃烧所需空气进行预先混合，燃烧过程在动力区进行，又称为动力燃烧。对于同一燃烧器而言，不同的燃气流量或空燃比，均会造成火焰出现回火、脱火和熄火现象。
三 通
空气压缩机
调节阀
调节阀
天然气管道
流量计
流量计
点火燃烧器
点火变压器

图1 实验系统图

四、实验设备
实验设备：
点火燃烧器、点火变压器、玻璃转子流量计、空气压缩机、卷尺
燃料：天然气

五、实验步骤
一、 开启排风扇，保持室内通风，防止燃气泄露对人员造成危害。
二、 按照实验原理图接好管路，并检查密封性。
三、 打开空气压缩机旁通阀，开启空气压缩机。
四、 合上点火电源开关，开始点火。（注意：持续点火时间不能超过15秒）。
五、 打开天然气管道阀门，缓慢调节天然气流量计调节阀。
六、 打开空气管道阀门，缓慢调节空气流量计调节阀。
七、 点火完成后，关闭点火电源开关。
八、 分别调节天然气和空气流量计，调节至实验所需的流量。记录发生脱火、熄火时天然气和空气的流量，测量并记录下火焰直径、长度。观察火焰是否发生脱火，并记录下脱火距离。
九、 实验结束后关闭所有阀门、电源。

六、数据整理
一、 根据实验测得的数据，计算出各种工况下的空气/燃料比。
二、 作出火焰长度与空燃比的关系曲线。
三、 根据实验所测得的数据，记录下发生脱火和熄火时火焰参数，填入表中。

表一 各工况下的火焰燃烧特性(N1)
工 况
1
2
3
4
天然气流量（L/h）
720
540
360
220
空气流量（L/h)
2270
1700
1130
690
火焰长度（mm）
295
285
270
250
火焰直径（mm）
65
60
55
45
火焰颜色
边黄中蓝
边黄中蓝
边黄中蓝
边黄中蓝

表二 脱火和熄火时火焰燃烧特性(N1)
项目
脱火
熄火
天然气流量（L/h）
720
720
空气流量（L/h）
3150
4120
空燃比
4.38
5.72
脱火距离（mm）
40
/
熄火距离（mm）
/
60

图3 火焰直径与甲烷流量的关系

图2火焰长度与甲烷流量的关系

l(mm)

七、参考文献
[1] 严传俊，范玮，《燃料学》第2 版，西北工业大学出版社，2005
[2] 谢兴华，《燃烧理论》，中国矿业大学出版社，2002
[3] 周校平等，《燃烧理论基础》，上海交通大学出版社，2001
[4] 冉景煜，《天然气预混点火、脱火、熄火实验指导书》，2010