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。
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
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：
1φ?（φ1?φ2）
2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 体积浓度 是否爆炸 4.50% 否 4.6% 否 4.80% 否 5.00% 是 4.90% 否 4.90% 否 爆炸下限 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。