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1、目录实验一煤的元素分析2一、实验目的2二、实验操作原理和试验仪器2三、实验步骤3四、试验数据4五、试验小结错误！未定义书签。实验二煤的热重分析5一、实验目的5二、实验原理5三、实验过程5四、注意事项6五、Calisto测试结果分析娥据处理6六、试验小结错误！未定义书签。实验三PIV两相流测试8一、实验目的8二、实验原理8三、实验步骤9四、注意事项10五、试验结果10六、试验小结错误！未定义书签。一、实验目的12二、实验原理12三、实验装置15四、实验步骤16五、实验数据记录和处理16五、试验分析17实验五自然循环演示实验18一、实验目的18二、实验原理18三、实验装置及设备19四、操作注意事项
2、19五、实验分析19实验六平行管组流量不均20一、实验目的20二、实验原理20三、实验装置20四、实验步骤21五、实验结果处理21六、结果分析22实验一煤的元素分析、实验目的1、掌握煤中碳、氢、氮元素含量测量的基本原理,初步学会利用元素分析仪测量煤的C/H/N。用15E-CHN2DOO熨儿巅彷机文劭枸阳C02和H20。2、含量的方法，巩固元素分析的基本概念。二、实验操作原理和试验仪器5E-CHN2000型元素分析仪的实物结构图如图1所示。其中各部件的作用为：1. 电源开关一一控制仪器电源的供给，确保交流电进线的安全。这个键位于仪器前门。面板打开后右下侧的地方。2. 氦气净化试剂管一一去除载气（
3、He定量阀试剂管一一去除定量阀和催化炉出来的气体中的CO2和H20。3. 炉子过滤管1去除炉膛气体出来的粉尘颗粒。4. 炉子过滤管2进一步去除炉膛气体出来的粉尘颗粒。6催化炉组件一一在分析气进入热导池前，去除分析气中的氧气，并将氮化物转化为氮气。7试样转盘一一试样转盘位于落样头的上面。一个试样转盘可以放置29个试样，并在分析过程中，自动向落样头中投放试样。8.石英棉取出工具一一用于取出燃烧管中的高温棉。9坩埚取出工具一一放入和取出燃烧管中的坩埚。10. 引导管存储管一一用于取出的引导管存放位置。11. 引导管取出工具一一用于取出引导管。12. 坩埚一一用于存放物质和锡箔纸燃烧后的残余物。三、实
4、验步骤1试样制备（如图2所示）小号锡抵杯”100个槪几中号锡抵杯00牛瓶+添加试样閹2试样制备”人I方法（1）将试样杯托架置于天平上。（2）将锡纸杯置于托架上并操作天平去皮。（使得以后的测试中天平上显示的读数直接为加入式样的重量）（3）从天平上移除锡纸杯和试样杯托架，在锡纸杯中添加试样。（4）将试样杯托架和锡纸杯重新放置在天平上并称重。（5）从试样杯托架上取下锡纸杯，扭转杯口封住锡纸杯。（需要扭成水滴状）（6）把重量信息输入到电子表格中。修正大气空白粉状试样在送入仪器分析前，必须执行对锡纸杯的封装。粉状试样吸附的空气中含有氮气，当锡纸杯封装后，这部分空气也被封装在试样内。因此，请在试样进行数据
5、处理时需要考虑大气空白的值。使用天平输入重量电源供应（执行前需要对整个系统的状态进行检查）试样分析空白分析时不燃烧试样或标样，炉子、胶囊或锡纸杯中不含任何分析物质。除试样外，任何与试样一同参与分析的物质都应执行空白分析，在执行试样或空白分析时，空白区域将被扣除。（1）分析空白（2）分析标样分析标样用于对仪器进行校正。（3）分析试样（4）终止分析6.关机（让机器冷却30分钟后再关闭电源）四、试验数据1、碳氢氮含量数据报告化验单位：南京工程学院能源与动力工程学院编号样名重量水分(%)Cad(%)Cd(%)Had(%)Hd(%)Nad(%)Nd(%)20130107010热动101-20.10232
6、.0056.9158.074.274.360.900.9120130107011热动101-20.11672.0057.4958.664.314.400.960.98实验二煤的热重分析一、实验目的煤的热重分析是通过热天平在程序控制温度下连续记录待测煤样质量与温度的函数关系，经测量后得到热重曲线，对该曲线进行煤的着火特性和燃尽特性判断及分析。通过本实验的操作，使学生充分理解热重分析仪的结构、原理、操作、结果分析等知识，近距离感受煤的现代测试技术。二、实验原理热重法（thermogravimetry，TG）是在程序控制温度下测量物质的质量与温度关系的一种技术。用于热重法的仪器是热天平，它能连续记录
7、质量与温度的函数关系（TG曲线）。热重分析仪：最常用的测量的原理有两种，即变位法和零位法。所谓变位法，是根据天平梁倾斜度与质量变化成比例的关系，用差动变压器等检知倾斜度，并自动记录。零位法是采用差动变压器法、光学法测定天平梁的倾斜度，然后去调整安装在天平系统和磁场中线圈的电流，使线圈转动恢复天平梁的倾斜，即所谓零位法。由于线圈转动所施加的力与质量变化成比例，这个力又与线圈中的电流成比例，因此只需测量并记录电流的变化，便可得到质量变化的曲线。1. 三、实验过程实验前注意事项（1）放置试验用煤的时候应该注意试验台的卫生整洁，避免油污对试验的影响。（2）冷却水循环正常，流量不小于2L/min，流量显
8、示5个绿灯或以上。2. （3）保持实验台稳定，避免震动。如有可能，应将仪器与计算机分两个实验台放置。（实验仪器比较脆弱，操作时需要十分的小心。将仪器与计算机分两个试验台放是为了避免电脑运行风机运行的震动影响仪器的正常运行。）称量样品空坩埚放置在仪器中进行测量，测量过程中要避免天平的晃动，将煤样放入仪器中待数值稳定后再读数。将装好的测量煤样放置在仪器中进行测量，测量过程中要避免天平的晃动，将煤样放入仪器中待数值稳定后再读数。（稳定后读数为了减少数据采集的偏差）计算煤样重量。3. 升起天平，放置坩埚（1）天平升起后可用盖板将分析室入口盖住，防止坩埚等物品落入。（2）注意尽量避免传感器晃动。降下天平
9、实验编程确认PID，Safety，Temperature,Sensitivity等参数确认冷却水及保护气、载气供应在实时监测窗口中确认TG信号稳定。1. 开始实验四、注意事项实验进行过程中，避免碰撞实验台及其他震动，避免接触仪器高温表面。实验结束后，待炉体温度降至室温，取出样品坩埚（为方便实验操作，若参比坩埚一直为空，可不必取出），可关闭冷却水及载气，仪器可不必关机。2. 放置试验用煤的时候应该注意试验台的卫生整洁，避免油污对试验的影响。五、Calisto测试结果分析-数据处理Experiment（TG）试验样品：无烟煤试验仪器：SETSYS-1750CSEvol.初重：28.62（mg）摩尔
10、质量：不适用ZoneNumber:1Zone:标准带获取时间间隔：0.6(s)-520-T:42.13and859.53(DegreeC)t:15.0and51.0(min),m(mg)-21.341.:m(%)-74.566RemainingMass:7.279(mg)Tinf:574.41(DegreeC),35.5(min)SampleTemperature(DegreeC)图表上的数据：温度范围：42.13C-859.53C时间范围：15min-51min质量下降：21.341mg质量下降百分比：74.566%残留质量：7.279mg下降点的参数：温度574.41C时间35.5min根
11、据实验报告单试样名称含水量灰分可燃物无烟煤2.25mg7.279mg19.136mg实验三PIV两相流测试一、实验目的在常规气流速度的测量中，由于测量探头在流场内，故测量过程对流场有干扰，而激光测量技术避免了这一缺陷。通过本实验，可让学生直观的体会PIV测试技术的优势，深入理解其测试原理、设备结构、操作方法及数据分析，开拓专业领域的视野。二、实验原理PIV（粒子成像测速）全名ParticleImageVelocimetry，又称粒子图像测速法，是七十年代末发展起来的一种瞬态、多点、无接触式的流体力学测速方法。近几十年来得到了不断完善与发展，PIV技术的特点是能在同一瞬态记录下大量空间点上的速度
12、分布信息，并可提供丰富的流场空间结构以及流动特性。PIV技术除向流场散布示踪粒子外，所有测量装置并不介入流场。在被测流场中布撒示踪粒子，在激光片光源照射下，利用图像记录设备连续获得时间序列图像。应用图像处理算法，得到粒子在图像上的位移。当己知曝光间隔时间t=t2-t1时，获得粒子在图像上的平均速度v,其原理图1所示。考虑系统光学放大倍率后，就能算出粒子实际速度。如果t很小，可用该速度近似粒子在t1时刻位置的瞬时速度。因此，PIV测量以平均速度代替瞬时速度，示踪粒子速度代替所在位置的流场速度。粒于在序列国L时剖罔傑摄一我土的包軌弟二诙理弋旳汨畢PIV系统框图如图2所示，其实现过程一般分为三步：通
13、过硬件设备采集流场图像，应用图像处理算法提取速度信息，显示流场的速度矢量分布。1流场图像采集PIV系统的硬件主要有激光光源、辅助光学元器件、相机、同步器、示踪粒子和图像处理设备如PC机等，如图3所示。多数PIV系统仅能截取流场的某个切面进行测量，需采用激光片光源照明流场。使用先进实用的数字式CCD相机拍摄瞬时流场图像。高能、高频脉冲式激光器的应用要求光源和相机在同步器的控制下配合工作。示踪粒子的选择和布撒是获取流场图像的关键因素。2速度信息获取。当得到流场图像后，PIV在本质上转化为图像处理技术。经过相机标定、滤波等预处理后，通过粒子匹配算法获得粒子在像平面上的位移，进而计算出粒子的运动速度矢
14、量分布。速度矢量场显示经过误配矢量（人工或算法自动）剔除后，得到最终数据并显示，必要时还可使用插值算法以获得更稠密的速度矢量分布。1. 三、实验步骤戴激光防护眼镜（起滤去激光光波的效果）检查硬件联接检查泵浦激光器电源的冷却水量在3/4以上（去离子水）（由于激光的高能量，因此会产生大量的热量，内部导光镜在高温下一变形，因此需要冷却循环水对激光发射器进行冷却，保护试验仪器。去离子水一般可以在化妆品店可以买到。）检查CCD相机，保证光圈最小（刻度值最大）打开泵浦激光器电源（如图4所示）开关（1，2），长按Start按钮（12），选定内部触发（5，6），选择低能量Low（7）。（低能用于测试，高能用于
15、实验。）打开同步器（如图5所示）打开YAG激光器安全开关，打开激光Laserl，2,调整流场位置，使激光片光源穿过流场。（为使激光准备照射经过实验样板平面，需要利用平面侧面的反光镜将激光反射在墙上矫正，此时应拿掉保护眼镜。）然后将触动开关转换为外部触发（5，6），再次点击Laser1、2，同时将能量调制High（7）。可根据实际情况选择能量高低。2. 开主机，打开软件，设置工作路径和当前进程。9标定，然后取走靶盘。10. 预调。11. 设置采集图片对数目以及序列起始编码。12. Exposuresynchronization;CaptureSequenee，设置TimingSetup（如图8所示）测量：点击CaptureStopLaserOff（2次）保存：SaveRAMImages后处理。13. 顺次关机。整个实验前因尽量使实验在黑暗无光的环境中进行，避免外来光源对实验的影响。1. 四、注意事项严格听从知道老师的命令，注意现场
