建筑环境与设备工程专业
实验指导书与习题集
陈婧、唐建峰、朱静、陈振瑜、张树文、李自力、刘杨 等 编写
唐建峰、李玉星、张足斌、张炘 等 审核
中国石油大学（华东）
储运与建筑工程学院 燃气工程系
2011年9月
中国石油大学
燃气实验室安全管理规定
一、实验室防火安全
1. 以防为主，杜绝火灾隐患。了解各类有关易燃易爆物品知识及消防知识。遵守各种防火规则。
2. 在实验室内、过道等处，须经常备有适宜的灭火材料，如消防砂、石棉布、毯子及各类灭火器等。消防砂要保持干燥。
3. 电线及电器设备起火时，必须先切断总电源开头，再用四氯化碳灭火器灭熄，并及时通知供电部门。不许用水或泡沫灭火器来扑灭燃烧的电线电器。 4. 人员衣服着火时，立即用毯子之类物品蒙盖在着火者身上灭火，必要时也可用水扑灭。但不宜慌张跑动，避免使气流流向燃烧的衣服，使火焰增大。 5. 加热试样或实验过程中小范围起火时，应立即用湿石棉布或湿抹布扑灭明火，并拔去电源插头，关闭总电闸、煤气阀。易燃液体的固体（多为有机物）着火时，切不可用水去浇。范围较大的火情，应立即用消防砂、泡沫灭火器或干粉灭火器来扑灭。精密仪器起火，应采用四氯化碳灭火器。实验室起火，不宜用水扑救。
6.个别实验有特殊防火要求时，遵守该实验的特殊规定。
其他注意事项
1．实验台上的玻璃器皿须轻拿轻放，用完后稳放在实验台里侧，以防坠落。 2．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。 3．燃烧完后的喷嘴口、炉子等的温度仍很高，勿碰触，以防烫伤。
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目 录
第一部分 实验指导书 ...................................................................................................................... 1 实验一 燃气相对密度测定 .............................................................................................................. 1 实验二 湿式气体流量计校正 .......................................................................................................... 4 实验三 煤气表校正实验 ................................................................................................................ 6 实验四 燃气热值测定 ...................................................................................................................... 9 实验五 长玻璃管中火焰传播演示 ................................................................................................ 14 实验六 燃气法向火焰传播速度测定 ............................................................................................ 16 实验七 燃气快速热水器热工性能测定 ........................................................................................ 20 实验八 家用燃气灶具性能测定 .................................................................................................... 25 实验九 大气式燃烧器稳定范围 .................................................................................................... 30 实验十 家用液化石油气调压器调压特性 .................................................................................... 37 实验十一 单户燃气供暖系统实验平台研究实验 .................................................................... 45 实验十二 引射器性能研究 ........................................................................................................ 49 实验十三 制冷循环研究 .............................................................................................................. 54 实验十四 “输气管”实验指导书 ................................................................................................ 59
实验1 输气管基本参数对输气量的影响 ............................................................................ 59 实验2 管线泄漏对工况的影响 ............................................................................................ 62 实验3 平均压力的测定 ........................................................................................................ 62 实验十五 “燃气管网”实验指导书 .............................................................................................. 65
实验1 燃气管网水力工况和水力可靠性 ............................................................................ 65 实验2 天然气分配管道计算流量的确定 ............................................................................ 66 第二部分 习 题 ............................................................................................................................ 73
§2.1 “油罐及管道强度设计”习题 ......................................................................................... 73
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第一部分 实验指导书
实验一 燃气相对密度测定
定义：燃气的相对密度是指一定体积干燃气的质量与同温度、同压力下同体积干空气的质量比值，亦称密度之比，无量纲，符号为d。
一、实验目的
利用喷流法测定燃气相对密度。
二、基本原理
在相同的温度、压力条件下，具有相等体积的不同种类的气体，流过相同固定锐孔所需的时间与气体密度的平方成正比。
当压力很小(气体的压缩性可忽略不计时)，气体从锐孔排出的速度W1(m/s)可用下式计算：
2gH r
W1??? (1)
式中：H ——使被测气体排出的压力； g ——重力加速度； r ——气体的比重；
μ——流速系数。
在时间τ内从锐孔流出的气体量(m3)：
2gH r V?W1?f???f??式中：f ——气体流经锐孔的面积； τ ——流出V体积所用时间。
(2)
在H压力作用下，一定量空气体积V从锐孔排出时所需时间τ1；在同一压力H作用下，同样体积V燃气，从图1-1锐孔排出时所用时间τ2，有下列关系式成立：
??f??12gH2gH???f??2rr2r2??2?d???? (3) shr1??1?1
图1-1 西格林气体相对密度计 (图中两条刻度线间距h=0.172m)
三、实验仪器
西格林气体相对密度计，其结构如图1-1。气体相对密度计应用纯度达99.99%的氢与氮进行检验，测出数据与公称相对密度值的相对差值应小于下列数值： 纯气 公称相对密度 允许偏差 氢气 0.0695 3% 氮气
0.967
2%
分度值0.1℃ 分度值0.1 s。
温度计 0～50℃ 秒表：
图1-2 三通旋塞剖面图
实验过程中需重点注意的是三通旋塞的调节，它直接关系到实验数据的准确性。三通旋塞调节示意图如图1-2所示。通过图1-2-1可以看出将三通旋塞调节成此状态即实现测量管与放散阀及大气都相通，调至图1-2-2所示状态即为测量管只与大气连接，调至图1-2-3所示状态即为测量管只与放散阀相通，调至图1-2-4所示状态表明测量管与放散阀和大气都不相通，即处于关闭状态。
四、操作步骤
1. 开启排风扇，保持室内通风，防止燃气泄漏造成人员伤害。
2. 在清洁、明亮并没有辐射源影响的测试环境中，将仪器垂直摆正调平，并向外筒中注入必要数量的水，水温与室温相差不超过0.5℃。
3. 由空气阀将空气注入测量管使内筒的水位降至下部刻度线以下位置，关闭空气阀(图1-2-4)。经5分钟后，水平位置不动，确认仪器不漏气时，即可进行测试。（如果没有空气瓶，可采用提起内筒注入空气的方式充入空气。）
4. 打开旋塞吹洗(图1-2-1)，放出空气后再注入空气，重复3～5次，至确认仪器内充满符合室温并基本达到水蒸气饱和的纯空气时为止（按图1-2-4，静置3分钟）。 5. 打开旋塞(图1-2-2)，使空气自放散阀锐孔流出，记录水位从测量管标示的下线升至上线所需的时间。
6. 再次注入空气，按步骤4重复两次，取其平均值作为τ1。当三次记录的差值与平
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