安全工程综合实验指导书

安全工程综合实验指导书内容摘要：

某一 洞或曲线、楔某一位置稳定停留的时间，或某确定时间内接触边缘次数。 (4)稳定性指标可用 (碰边次数 X 时间 )之倒数表示，碰边次数越多、时间越长，则稳定性越差。 【 手指灵活性测试 】 一、实验仪器简介 BDII601 型 手指灵活性测试仪，该仪器是测定手指、手、手腕灵活性的心理学仪器，也可以测定手和眼的协调能力。 主要技术指标： 实验板圆孔：直径 ,100 个 ,各孔中心距 20mm。 金属插棒 :直径 ,长度 20mm,110 个。 记时 :1ms— 9999S,4 位数字显示 ,内藏式整体结构 (见下图 )。 记时开始与结束可以用按键 ,也可以由棒插入左上角第 1 个孔与右上角最后 1个孔自动进行。 实验用镊子 :1 把。 专用箱子 :1个 ,尺子 370*300*90mm。 电源 :220V,50HZ 二、实验方法 金属插棒放入左侧槽中；优势手拿起右侧槽中的镊子； 被试用镊子将左侧槽中的金属棒插入实验板的圆孔中。 先插开始位，从上至下，再从下至上， „„ 依次逐列插入，最后插终止位，记时会自动开始与结束，记录下插入 100 个棒所需要的时间； 每次重新开始需按“复位”键清零。 三、实验结果 被试者 测试 针数 测试用时 备注 四、思考题 5种对手指灵活性要求较高的职业。 ，设想几种练习手指灵活性的方法。 实验六 燃烧热的测定 一、 实验目的 可燃物质的燃烧热值是评价其危险性的重要参数之一。 燃烧热值不仅决定了戒指的燃烧特性，而且是计算可燃介质爆炸极限、爆炸压力和爆炸性能的重要依据。 通过实验加深对燃烧热值概念的理解，了解和掌握可燃物质燃烧热的测定方法、计算方法以及有关的应用知识。 此外，通过实验使学生对热量计的特性及运用有一定的了 解。 二、 实验原理 燃烧热在氧弹式热量计或绝热式热量计中测定。 本实验使用氧弹式热量计，它是恒温式热量计的一种。 实验过程中环境（指量热体系以外的部分）温度保持不变，量热体系（定义见热容量测定一节）温度发生变化。 在仪器设计与制造中，已考虑到使热量计环境与体系之间的热交换作用减到最小。 剩余的热交换作用，在体系与环境不大于 2~3℃的情况下，可用一定的热交换校正公式进行校正。 在测定中，先使已知热效应在热量计中发生，比如，用已知重量的标准苯甲酸在热量计中燃烧，求出热量计的热容量（即在数值上等于量热体系温度升高一度所需要的 热量）。 接着，使欲测物质在同样条件下，在热量计内燃烧，测量量热体系温度升高。 根据所测温度升高及量热体系的热容量，即可求出所测物质的燃烧热。 设在测热量计容量时，发生的热效应为 Qg，温度升高为△ Te，则热量计的热容量 E可以表示成： 公式 又设，预测物质发生的热效应为 Qx（即未知热效应），体系温度身高为△ T，则体系温度每升高 1℃所需的热量仍应为 E，则 公式 由此式即可计算所测物质的燃烧热。 式中 E 为热量计的热容量，△ T为在热量计中发生未知热效应所测得的温升。 三、 实验装置 燃烧热的测量是选用 HR15 数显氧弹热量计 为主机组成的燃烧热测量装置。 装置的主要组成如下： 主机： HR15 数显氧弹热量计。 （ 1） 外壳：不锈钢制的双臂套筒，实验时充满大量水，形成恒温环境。 （ 2） 量热容器：截面为梨形不锈钢制容器，表面抛光，实验室内装量热液体（水）。 （ 3） 搅拌器：由搅拌马达带动，通过搅拌体系的运动，加速水的循环，使水的温度很快均匀一致。 （ 4） 氧弹：即样品燃烧室。 实验时内装待测样品，充以氧气通过电极点火使样品燃烧。 为防止燃烧生成的酸对氧弹的腐蚀，氧弹系用不锈钢1Cr18Ni9Ti 制成。 弹体是溶剂为 300 毫升的厚壁圆筒，弹头上有充氧阀门、放气阀门、电极、 坩埚架等。 （ 5） 绝热支柱：用来承放量热容器并使其与外壳绝热。 （ 6） 工业用玻套温度计：刻度范围为 0～ 50℃，最小分度为 ℃，用来测量外筒水温。 （ 7） 电极：点火时通入 24伏交流电，引燃点火丝，点燃样品。 （ 8） 盖子：胶木制盖子，内表面为抛光的金属板。 （ 9） 测温探头：用于测量内筒水温，温度由 HR15B 热量计多功能控制箱用数字的形式显示。 温度分辨率为 ℃，测温范围为 0～ 40℃。 附件 （ 1） HR15B 热量计多功能控制箱 为了操作方便，点火，计时，搅拌，测温等均通过控制器进行控制。 将电源插于交流 220V177。 10%电源上，按下“电源 ”开关，计时与温度同时显示；当实验需要搅拌时，按下“搅拌”键，当需要停止搅拌时，也按下“搅拌”键；当实验需要点火时，按下“点火”键，实现自动点火并经延时断开；按下“时间”键，计时间隔将在壹分和半分之间转换选择；当仪器显示出现异常或需要将计时清零时，可按下“复位”键。 （ 2） 热量计立式自动充氧器 用于氧弹的充氧，具有操作简便，充氧迅速等特点。 充氧最大工作压力。 操作手柄时，不要用力过大或过猛，防止损伤氧弹和气嘴等构件。 （ 3） 氧气减压器、氧气钢瓶 氧气减压器是能将气瓶内的高压气体减低后供使用 的减压装置，在输入压力和出口流量变化的工作条件下，都能保持稳定的输出压力。 带有两个压力表，其中一个指示氧气瓶内压力，另一个指示被充氧气的氧弹的压力，两个表之间装有减压阀。 在打开气瓶阀前，先要把减压器调节螺杆逆时针方向旋到调节弹簧不受压为止；开启气门时应站在气压表的一侧，不准将头或身体对准气瓶总阀，以防万一阀门或气压表冲出伤人；气瓶阀应缓慢开启至高压表指示出瓶压读数，接着再顺时针方向旋转减压器调节螺杆，使低压表达到所需的工作压力。 当工作结束后，先要关闭气瓶阀，然后把减压器内的全部气体排出，最后逆时针方向旋转调 节螺杆一直到调节弹簧不受压为止。 （ 4） 压块机 用途是讲粉状试样压成圆片状以便于进行试验。 四、 主要仪器、材料、试剂 以 HR15 热量计为主机的燃烧热测量装置。 烘箱一台、分析天平（万分之一克）一台、架盘药物天平一台。 材料、工具：（ 1）点火丝（铁、镍、铂、铜丝）直径小于 毫米，将其切成长度约 80～ 100 毫米的线段，再把登场的 10～ 15 根线段同时放在分析天平上称重，并计算出每根的平均重量。 本实验使用Ф 丝（热值 1400焦耳 /克），每根 10cm 长，每根重约 ；（ 2）坩 埚二只；（ 3）研钵二只；（ 4）电热吹风。 试剂：（ 1）苯甲酸，国家二级标准物质，其热值已经由国家计量机关检定，本实验使用的苯甲酸热值为 26523J/g；（ 2）β 萘酚；（ 3）氧气（空分高纯氧），不应有氢和其他可燃物，禁止使用电解氧；（ 4）蒸馏水。 五、 实验内容及步骤 热量计热容量的测定 热量计热容量在数值上等于量热体系温度升高 1℃所需的热量。 量热体系是指在实验过程中发生的热效应所能分布的部分，包括量热容器，氧弹的全部以及搅拌器、温度计的一部分。 热量计热容量用已知热值苯甲酸，在氧弹内用燃烧的方法测 定。 试样的测定应与热容量的测定在完全相同的条件下进行。 当操作条件有变化时，如更换或修理热量计上的零件，更换温度计，室温与上次测定热容量的室温相差超过 5℃以及热量计移到别处等，均应重新测定热容量。 （ 1）用玛瑙研钵将苯甲酸研细，在 100～ 105℃烘干 3～ 4小时冷却到室温，放在称量瓶中，在盛有硫酸的干燥器中干燥，知道每克苯甲酸的重量变化不大于 克时为止。 称取此苯甲酸约 ～ 克，用压片机压成片（引火线不应压在片内），再称准到 克放入坩埚中。 在使用石英坩埚时，为避免破裂，可用酸洗石棉将坩 埚垫充，压片放在石棉之上。 （ 2）在氧弹中加入 10 毫升蒸馏水，把盛有苯甲酸的坩埚固定在坩埚架上，再将一根引火线的两端固定在两个电极上，其中段放在苯甲酸片上。 引火线勿接触坩埚（可预先检查），以免形成短路而导致点火失败。 拧紧氧弹上盖，然后，通过进气管缓慢地通入氧气，知道弹内压力为 ～ ，充氧时间不得小于15s。 当钢瓶中氧气压力降到 以下时，充氧时间应适当延长，压力降到 以下时，应更换新的钢瓶氧气。 氧弹不应漏气，如有漏气现象，应找出原因，予以修理。 （ 3）将充有氧气的氧弹放 入量热容器（内筒）中，加入蒸馏水约 3000 克（称准到 克）加入的水应淹到氧弹进气阀螺帽高度的 2/3 处。 每次用量不许相同。 水量最好用称量法测定。 如以量体积代替称重，必须按不同温度时水的比重加以校正（应事先作出校正表）。 （ 4）蒸馏水的温度应根据室温和恒温外套（外筒）水温来调整，在测定开始时外筒水温与室温相差不得超过 ℃。 当使用热容量较大（如 3000 克左右）的热量计时，内筒水温，比外筒水温低 ℃，当使用热容量较小（如 2020 克左右）的热量计时，内筒水温应比外筒水温低 1℃左右。 外筒内的水，应采用软水， 长期不用时，应将水倒掉。 （ 5）按下搅拌键，使内筒的水温保持均匀。 （ 6）将点火电极连接好，并盖上外筒的盖子。 （ 7）将测温探头插入内筒，注意探头不得接触氧弹和内筒。 整个实验分为三个阶段： ：这是试样燃烧以前的阶段。 在这一阶段观测和记录周围环境与量热体系在实验开始温度下的热交换关系。 每隔半分钟读取温度一次，共读取十一次，得出十个温度差（即十个间隔数）。 初期第一个温度记为 T1。 ：燃烧定量的试样，产生的热量传给热量计，使热量计装置的各部分温度达到均匀。 在初期的最末一次读取温度 T0的瞬间，按 下点火键点火，然后开始读取主期的温度，每半分钟读取温度一次，知道温度不再上升而开始下降的第一个下降温度作为终点温度 T，这个阶段算作为主期 ：这一阶段的目的与初期相同，是观察在实验终了温度下的热交换关系。 在主期读取最后一次温度后，每半分钟读取温度一次，共读取十次作为实验的末期，末期最后一个温度记为 T2。 （ 8）停止观察温度后吗，停止搅拌，从热量计中取出氧弹，缓缓开启放气阀，在 1分钟左右放尽燃烧废气，拧开并取下氧弹盖，自习检查氧弹，如弹中有炭黑或未燃尽的试样微粒，此试验应作废。 量出未燃完的引火 线长度，计算其实际消耗的重量。 （ 9）用水将氧弹内各部分、坩埚和进气阀等清洗干净，用干布将氧弹内外表面和弹盖以及量热容器，搅拌器等拭净，最好用热风将它们吹干或风干。 （ 10）热容量的测定结果不得少于 5 次，每两次间误差不应超过 40 焦耳，如果前四次间的误差不超过 20 焦耳，可以省去第五次测定，取其算数平均值，作为最后结果。 测定结果的计算 （ 1）测定结果按下列公式计算： 公式 式中， E— 热量计的热容量（焦耳 /C） Q— 苯甲酸的热值（焦耳 /克） a— 苯甲酸重量（克） g— 引火线的燃烧热（焦耳 /克） b— 实际消耗的引火线的重量（克） qn— 硝酸生成热， qn=179。 Q179。 a T— 主期的最终温度（℃） T0— 主期的最初温度（℃） △ t— 热量计热交换校正值 （ 2）热量计热交换校正值△ t，用奔特公式计算： 公式 式中， V— 初期温度变率， 公式 V1— 末期温度变率， 公式 T1— 初期第一个温度 T2— 末期最后一个温度、 m— 在主期中每半分钟温度上升不小于 ℃的间隔数，第一个间隔不管温度升多少都计入 m 中 r— 在主期中每半分钟温度上升小于 ℃的间隔数 试样β 萘酚热值的测定 （ 1）称取试样 ～ （若为粉状事先压成块状），放在坩埚中（当测定难燃物质时可加入 左右已知热值的苯甲酸）。 （ 2）实验步骤同水当量的测定。 试样热值计算： 公式 式中， Qx— 被测试样燃烧热值，（ J/g） E— 热容量，数值上相当于量热体系温度升高 1℃所需热量，（ J/℃） G— 试样的重量（ g） q— 添加物如包纸等产生的总热量（ J） 六、 注意事项： 试样在氧弹中燃烧产生的压力可达 14MPa。 长期使用可能引起弹壁的腐蚀，减少其强度。 故氧弹应定期进行 20MPa 水压检查，每年至少一次。 氧气减压器亦应定期进行耐压试验，每年至少一次。 氧弹以及氧气的各个部件，各连结部分不允许有油污，更不允许使用润滑油，在必须润滑时，可用少量的甘油。 氧弹必须轻拿轻放和拿稳，以免调到地上发生意外事故。 坩埚在每次使用后，必须清洗和除去碳化物，并用纱布清楚粘着的粒点，并放入电炉中，在 600℃温度下灼烧 3～ 4 分钟，以便除去可燃物质及水分，放入干燥皿中备用。 七、 问题讨论与思考（实验报告中要认真回答） 实验中得体系由哪些部分组成。 哪些是环境。 体系和环境是如何进行热交换的。 如何由实验测得的燃烧热计算试样的标准燃烧热。 如何确定燃烧是否完全。 本实验在哪些方面会引入误差。 实验七。