可燃氣體與易燃液體蒸氣最小靜電點火能測定方法 GB/T14288-1993
1 主題內容及適用范圍
本標準規定了可燃氣體、易燃液體蒸氣最小靜電點火能的測定方法及測定裝置。
本標準適用于測定可燃氣體和閃點低于60℃的易燃液體蒸氣的最小靜電點火能(腐蝕性、毒性物質除外)。
2 定義
本標準使用的有關術語的定義。
2.1 敏感條件 sensitive conditions
影響點火能的諸因素中都存在一個使點火能為最小的量值,這一最小量值稱為該因素的敏感條件。
2.2 敏感狀態 sensitive state
影響點火能的所有因素如電極間隙(l)、放電電容(C)、混合氣濃度(K%)、電極的形狀及幾何尺寸等均處于敏感條件的狀態。
2.3 最小點火能(Emin) minimum ignition energy
點燃可燃物質的最小能量,稱為最小點火能(本標準采用25次放電法測定。見4.4)。
2.4 50%點火能(E50) 50 percent of ignition energy
點燃率為50%時所對應的點火能,稱為50%點火能(E50)。
3 儀器和設備
3.1 配氣系統
配氣系統如圖1所示。

3.1.1 空氣瓶
建議采用容積不小于40L、承壓196×102kPa的鋼瓶盛裝相對濕度低于30%的干凈空氣。
3.1.2 蒸氣發生器
蒸氣發生器用5mm厚合金鋁板焊制,應嚴格密封,其容積為45±5L,參見圖2。

圖2 蒸氣發生器
3.1.3 溫箱Ⅰ
溫箱Ⅰ應采用蒸氣加熱箱,溫度控制范圍為25~100℃,測溫誤差為±2℃。
3.1.4 溫箱Ⅱ
溫箱Ⅱ的溫度控制范圍為25~80℃,測溫誤差為±2℃。
3.1.5 混合器
混合器用鋼板制作,承壓不得低于980kPa,容積為40±5L,參見圖3。

圖3 混合器
3.1.6 攪拌器
攪拌器連桿尺寸為:φ10×250mm;螺旋槳長度為100mm;連桿的動密封強度不得小于490kPa。
3.1.7 水銀壓力計
應采用分度值不大于5×102Pa單管水銀壓力計。
3.1.8 真空泵
應采用抽氣速率為 L/s、極限真空度不得低于7×10-5kPa的真空泵。
3.1.9 壓力真空表
圖1中壓力真空表采用φ10mm、0~490kPa壓力真空表。
3.1.10 真空閥
圖中的F1、F2、F3、F4、F5、F6,應采用極限真空度不低于140×10-6Pa、閥孔直徑1.0~2.0mm的微調真空閥。
3.1.11 電磁閥
圖1中的DCF1、DCF2應采用額定工作壓力為160kPa、閥孔直徑φ2.0~3.0mm的電磁閥。
3.2 反應器
反應器如圖4所示,用有機玻璃制作,容積為0.3L,在其兩側裝有電極調節器,用來調節電極間隙。其上部裝有安全閥,當反應器內壓力超過140kPa時即可泄壓。反應器應密封良好。
3.2.2 壓力真空表
與圖4中(12)連接的壓力真空表采用φ60mm、0~490kPa壓力真空表。
3.2.3 電極
電極采用不銹鋼制作,其直徑為0.3mm,尖端曲率半徑為6×10-3 mm。
3.2.4 百分表
用分度值不大于0.01mm的百分表測量電極間距離。
3.2.5 百分表座
建議使用Cz-6A型表座。
3.3 電點火系統
電點火系統如圖5所示。

圖4 反應器示意圖
1—底座;2—排氣口;3—密封圈;4—電極調節桿;5—壓緊螺栓;6—安全閥;7—反應器;
8—電極;9—密封圈;10—電極引線;11—進氣口;12—壓力表接頭

圖5 電點火系統示意圖
S—高壓直流電源;V—靜電電壓表;F—反應器;C1—儲能電容器;C2—電路等效分布電容;
G—電極;JK1、JK2、JK3—高壓真空開關
3.3.1 高壓直流電源
應采用輸出電壓為—1.0~—20kV連續可調的高壓直流電源。
3.3.2 靜電電壓表
應使用量程為0~30kV,誤差不應大于3%,直流內阻≥1010Ω的靜電電壓表。
3.3.3 高壓真空開關
JK1、JK2、JK3采用耐壓30kV的高壓真空開關。
3.3.4 電容測量儀
應采用測量范圍為0.02~80pF;測量精度為±0.5%的小電容測量儀。測量C1、C2電容量。
3.3.5 電容器
C1應采用耐壓20~30kV,精度±5%的電容器。
3.3.6 程序控制器
電點火系統開關時序,用程序控制器控制。
3.4 分析系統
試驗氣體的體積濃度用氣相色譜儀測量。
3.4.1 氣相色譜儀
采用檢測器注箱使用溫度為50~300℃,恒溫精度為±0.1℃;穩定性為基線漂移不應大于±0.3mV/h的氣相色譜儀。
3.4.2 氫氣鋼瓶
建議采用容積不應小于40L、承壓196×102kPa的鋼瓶盛裝氫氣。氫氣純度不應低于99.9%,為色譜儀作載氣使用。[NextPage]
4 試驗步驟
4.1 準備
4.1.1 將電極裝入鑲在電極調節螺桿內的導電柱上。
4.1.2 用百分表通過電極調節桿將電極間隙調到0.5~2.5mm間所需距離,并使電極尖端對稱于反應器徑向中心位置。
4.1.3 將反應器置于溫箱Ⅱ中,并通過F5與混合器及真空泵連接。
4.1.4 將反應器中的電極按圖5與電點火系統相連接。
4.1.5 根據所測試樣點火能大小,選取電容器(容量值為5~100pF),并用電容儀測量其電容值,然后,按圖5接入點火線路中。
4.1.6 檢查線路,儀表及各系統是否完好。配氣系統有無漏氣現象。
4.1.7 試驗前應對蒸氣發生器進行清洗,方法如下。
4.1.7.1 先用清洗劑將發生器內雜物清洗干凈。然后將其置于溫箱Ⅰ內與F1與混合器連接。
4.1.7.2 開啟溫箱Ⅰ,使其溫度保持60℃,啟動真空泵,打開蒸氣發生器樣品注入口及F1、F3、DCF1和DCF2,用空氣清洗兩小時。
4.2 配氣
先采用分壓方法配出略高于所需濃度的混合氣,然后再慢慢加入干凈空氣,使其達到所需濃度。
4.2.1 液體試樣的配氣方法:
4.2.1.1 將液體試樣注入蒸氣發生器內,開啟溫箱Ⅰ使其溫度高于該試樣閃點10℃(閃點低于室溫的試樣除外),并保持1h,使其達到液氣平衡。
注入蒸氣發生器試樣量根據試樣閃點確定,閃點高于50的試樣,每次注入1000~1500mL,閃點為30~50℃的注入500~800mL,閃點低于30℃的為200~400mL。
4.2.1.2 用氣相色譜儀測量蒸氣發生器內的蒸氣濃度。
4.2.1.3 為避免蒸氣液化,開啟溫箱Ⅱ給混合器和反應器加熱至試樣閃點溫度并保持恒溫,直至試驗結束。閃點低于室溫的試樣,不需加溫。
4.2.1.4 啟動真空泵,打開F3、F4、DCF1、DCF2,抽出混合器內空氣。當壓力指示值小于2kPa時,關閉各閥和真空泵,停止抽氣。
4.2.1.5 打開F1、F4,將蒸氣發生器中已測量的蒸氣放入抽成真空的混合器內,放入蒸氣量由水銀壓力計讀出,蒸氣量應根據要配制的混合器濃度確定,然后關閉F1、F4。
4.2.1.6 打開F2,根據配制混合氣濃度將空氣瓶中一定量的干凈空氣充入混合器中與可燃蒸氣混合。充入空氣量由壓力真空表讀出,然后關閉F2。開動攪拌器,攪拌10~15min,使混合器內的氣體混合均勻。
4.2.1.7 打開F3、F6和DCF1,由取樣口取樣送至色譜儀,分析其濃度,濃度達到要求后即可使用。如混合氣濃度高于要求濃度時,需要再充入空氣稀釋,直到達到要求濃度為止。
4.2.2 氣體試樣的配氣方法如下:
氣體試樣配氣時,要求配氣裝置對任何可燃氣在爆炸極限范圍內均能配出不同濃度的混合氣。且配氣誤差不得大于±0.1%。
如果用本標準圖1的配氣系統,可按下述程序配氣。
4.2.2.1 將試樣容器通過F1與混合器連通,并按4.2.1.4要求將混合器抽成真空。
4.2.2.2 按4.2.1.5方法將氣體試樣放入混合器中。
4.2.2.3 按4.2.1.6要求將空氣充入混合器,與可燃氣體混合。
4.2.2.4 按4.2.1.7方法調整,使混合氣濃度達到要求。
4.2.3 在確定敏感電極間隙,敏感放電電容試驗時,要求混合器中試驗氣體壓力不得低于300kPa,其他試驗不能低于100kPa,但不得超過350kPa。
4.3 敏感條件、敏感狀態的確定
4.3.1 敏感電極間隙(l0)的確定
固定放電電容和試驗氣體濃度,只改變電極間隙(l),對每個電極間隙均按升降法試驗,得出各電極間所對應的50%點火能(E50)。然后作出l和E50的關系曲線,則E50最小處所對應的,就是該試驗氣體的敏感電極間隙(l0)繪制該關系曲線不能少于9個點。在l0±l0×10%間不得小于3個試驗點。
操作程序如下:
4.3.1.1 啟動真空泵,打開DCF2和F5抽出反應器內空氣,待反應器的真空度達到—98kPa時,關閉DCF2和真空泵。
4.3.1.2 打開F3、F5、DCF1,將混合器里的混合氣體放入反應器內,待壓力為0時,關閉DCF1。每次點火試驗放入反應器內氣體壓力的波動范圍不得大于4.9kPa。
4.3.1.3 調整高壓電源的輸出電壓(此電壓根據所測試樣點火能大小決定,調到能使混合氣體爆炸即可),然后接通充電開關,使程序控制器工作,先將JK1置于2后分別將JK2、JK3置于4和6使C1+C2處于充電狀態。
4.3.1.4 接通放電開關,先使JK1置于1,JK3置于5位,最后將JK2置于3(接地位置)。這時,兩電極間將形成電位差,使電極間產生火花放電,若這一火花能引起混合氣體爆炸,則這一火花能量就是該次試驗氣體的點火能。
4.3.2 敏感放電電容(C0)的確定。
固定試驗氣體濃度,將電極調到敏感距離,只改變放電電容,在每個電容值下,均用升降法按4.3.1.1、4.3.1.2、4.3.1.3、4.3.1.4步驟進行試驗,測出不同電容值所對應的E50,并做出C和E50的關系曲線,則E50最小處所對應的電容值,即為敏感放電電容值(C0)。繪制C和E50關系曲線,不得少于9點,在C0±C0×20%間不得少于3點。
4.3.3 敏感濃度(K0%)的確定
將電極調到敏感距離,放電電容為敏感電容(C0),只改變試驗氣體在爆炸范圍內的濃度(K%),對每個濃度均用升降法,按4.3.1.1、4.3.1.2、4.3.1.3、4.3.1.4步驟進行試驗,測出各濃度所對應的50%點火能(E50),然后作出K%和E50的關系曲線,則E50最小處所對應的K,就是該試驗氣體的敏感濃度(K0)。K和E50關系曲線不得少于11個點,在K0%±0.5%間不得少于5點。
4.3.4 敏感狀態的確定
將可燃氣體或易燃液體蒸氣的敏感濃度(K0%),敏感放電電容(C0)和敏感電極間隙(l0)相組合,即構成了敏感狀態。
4.4 最小點火能(Emin)的測定
4.4.1 更換新電極,在敏感狀態下,按4.3.1.1、4.3.1.2、4.3.1.3和4.3.1.4步驟,用25次放電法試驗,即:先選擇一個足以引爆試驗氣體的放電電壓,然后逐步減少(每次減少100~250V)儲能電容上的電壓值,在每個電壓值上均進行25次放電,直至25次放電都不能點燃試驗氣體為止。在上述所有的放電中,點燃該氣體的最小能量,即為最小點火能(Emin)。
4.4.2 按4.4.1重復試驗,直至三次試驗的最低點燃電壓偏差小于100~250V為止,最后取三次中最低點燃電壓計算試驗氣體的最小點火能量。
5 結果的計算
5.1 50%點火能(E50)的計算
E50=1/2C(V50)2 …………………………………(1)
式中:C=C1+C2
C1——儲能電容量,pF;
C2——線路等效分布電容,pF;
V50——點燃率為50%時所對應的點燃電壓(V50的計算見附錄A)。
5.2 最小點火能(Emin)的計算
Emin=1/2C0V2 ……………………………………(2)
式中:V——25次試驗方法確定的最低點燃電壓,V;
C0——敏感電容量,pF。
附錄A
升降試驗法
(補充件)
本標準采用升降法測出影響點火能諸因素的敏感條件,確定其敏感狀態。
A1 試驗程序
用圖5電點火系統,先確定初始充電電壓V1和電壓增量△V(取△V=100~250V)。確定V1的方法為,先任選一個足以能點燃試驗氣體的充電電壓,然后逐步降低電容的充電電壓,每步降低△V,直至不能點燃試驗氣體為止,則此電壓被認為是初始充電電壓V1。第一次試驗,電容充電電壓取V1,隨后各次的充電電壓取決于前一次試驗結果。如K—1次試驗電壓為VK—1,能點燃試驗氣體,則第K次試驗電壓為VK= VK—1—△V;若不能點燃,則VK= VK—1+△V。以此類推,進行40次試驗。按表A1作好試驗記錄,用○表示點燃,×表示不能點燃。
A2 數據處理和計算
按表A1計算點燃總數N○和不能點燃總數N×。取兩者中的小者按下列公式計算50%點燃電壓(V50)。
當N×<N○按公式(A1)計算;當N×>N○時,用公式(A2)計算;或N×=N○,則兩式的計算結果相等。
V50= V0×+△V(A×/N×+1/2)……(A1)
V50= V0○+△V(A○/N○-1/2)……(A2)
式中:V50——點燃率為50%時所對應的點火電壓;
V0×——不能點燃的最低電壓;
V0○——點燃的最低電壓;
N×——不能點燃總次數;
N○——點燃總次數;
△V——電壓增量。

式中:i——表示V0×為0序的電壓等級序號(i=0、1、2……);
n×i——i序號等級電壓的不能點燃次數。

j——表示V0○為0序的電壓等級序號(j=0、1、2……);
n○j——j序號等級電壓的點燃次數。
舉例說明如下:
甲烷在空氣中的濃度為9.0%,放電電容為80pF,電極間隙為1.60mm,針-針不銹鋼電極的試驗狀態下,所作試驗記錄如表A1。
表A1

由表1得出:N○=20 N×=20
不能點燃計算公式為:
V50= V0×+△V(A×/N×+1/2)
列表:
表A2

則:V50=5.00+0.25(21/20+1/2)=5.39kV
如按點燃計算,則公式為:
V50= V0○+△V(A○/N○-1/2)
表A3

則:V50=5.25+0.25(21/20-0.5)=5.39kV
本標準規定了可燃氣體、易燃液體蒸氣最小靜電點火能的測定方法及測定裝置。
本標準適用于測定可燃氣體和閃點低于60℃的易燃液體蒸氣的最小靜電點火能(腐蝕性、毒性物質除外)。
2 定義
本標準使用的有關術語的定義。
2.1 敏感條件 sensitive conditions
影響點火能的諸因素中都存在一個使點火能為最小的量值,這一最小量值稱為該因素的敏感條件。
2.2 敏感狀態 sensitive state
影響點火能的所有因素如電極間隙(l)、放電電容(C)、混合氣濃度(K%)、電極的形狀及幾何尺寸等均處于敏感條件的狀態。
2.3 最小點火能(Emin) minimum ignition energy
點燃可燃物質的最小能量,稱為最小點火能(本標準采用25次放電法測定。見4.4)。
2.4 50%點火能(E50) 50 percent of ignition energy
點燃率為50%時所對應的點火能,稱為50%點火能(E50)。
3 儀器和設備
3.1 配氣系統
配氣系統如圖1所示。

3.1.1 空氣瓶
建議采用容積不小于40L、承壓196×102kPa的鋼瓶盛裝相對濕度低于30%的干凈空氣。
3.1.2 蒸氣發生器
蒸氣發生器用5mm厚合金鋁板焊制,應嚴格密封,其容積為45±5L,參見圖2。

圖2 蒸氣發生器
3.1.3 溫箱Ⅰ
溫箱Ⅰ應采用蒸氣加熱箱,溫度控制范圍為25~100℃,測溫誤差為±2℃。
3.1.4 溫箱Ⅱ
溫箱Ⅱ的溫度控制范圍為25~80℃,測溫誤差為±2℃。
3.1.5 混合器
混合器用鋼板制作,承壓不得低于980kPa,容積為40±5L,參見圖3。

圖3 混合器
3.1.6 攪拌器
攪拌器連桿尺寸為:φ10×250mm;螺旋槳長度為100mm;連桿的動密封強度不得小于490kPa。
3.1.7 水銀壓力計
應采用分度值不大于5×102Pa單管水銀壓力計。
3.1.8 真空泵
應采用抽氣速率為 L/s、極限真空度不得低于7×10-5kPa的真空泵。
3.1.9 壓力真空表
圖1中壓力真空表采用φ10mm、0~490kPa壓力真空表。
3.1.10 真空閥
圖中的F1、F2、F3、F4、F5、F6,應采用極限真空度不低于140×10-6Pa、閥孔直徑1.0~2.0mm的微調真空閥。
3.1.11 電磁閥
圖1中的DCF1、DCF2應采用額定工作壓力為160kPa、閥孔直徑φ2.0~3.0mm的電磁閥。
3.2 反應器
反應器如圖4所示,用有機玻璃制作,容積為0.3L,在其兩側裝有電極調節器,用來調節電極間隙。其上部裝有安全閥,當反應器內壓力超過140kPa時即可泄壓。反應器應密封良好。
3.2.2 壓力真空表
與圖4中(12)連接的壓力真空表采用φ60mm、0~490kPa壓力真空表。
3.2.3 電極
電極采用不銹鋼制作,其直徑為0.3mm,尖端曲率半徑為6×10-3 mm。
3.2.4 百分表
用分度值不大于0.01mm的百分表測量電極間距離。
3.2.5 百分表座
建議使用Cz-6A型表座。
3.3 電點火系統
電點火系統如圖5所示。

圖4 反應器示意圖
1—底座;2—排氣口;3—密封圈;4—電極調節桿;5—壓緊螺栓;6—安全閥;7—反應器;
8—電極;9—密封圈;10—電極引線;11—進氣口;12—壓力表接頭

圖5 電點火系統示意圖
S—高壓直流電源;V—靜電電壓表;F—反應器;C1—儲能電容器;C2—電路等效分布電容;
G—電極;JK1、JK2、JK3—高壓真空開關
3.3.1 高壓直流電源
應采用輸出電壓為—1.0~—20kV連續可調的高壓直流電源。
3.3.2 靜電電壓表
應使用量程為0~30kV,誤差不應大于3%,直流內阻≥1010Ω的靜電電壓表。
3.3.3 高壓真空開關
JK1、JK2、JK3采用耐壓30kV的高壓真空開關。
3.3.4 電容測量儀
應采用測量范圍為0.02~80pF;測量精度為±0.5%的小電容測量儀。測量C1、C2電容量。
3.3.5 電容器
C1應采用耐壓20~30kV,精度±5%的電容器。
3.3.6 程序控制器
電點火系統開關時序,用程序控制器控制。
3.4 分析系統
試驗氣體的體積濃度用氣相色譜儀測量。
3.4.1 氣相色譜儀
采用檢測器注箱使用溫度為50~300℃,恒溫精度為±0.1℃;穩定性為基線漂移不應大于±0.3mV/h的氣相色譜儀。
3.4.2 氫氣鋼瓶
建議采用容積不應小于40L、承壓196×102kPa的鋼瓶盛裝氫氣。氫氣純度不應低于99.9%,為色譜儀作載氣使用。[NextPage]
4 試驗步驟
4.1 準備
4.1.1 將電極裝入鑲在電極調節螺桿內的導電柱上。
4.1.2 用百分表通過電極調節桿將電極間隙調到0.5~2.5mm間所需距離,并使電極尖端對稱于反應器徑向中心位置。
4.1.3 將反應器置于溫箱Ⅱ中,并通過F5與混合器及真空泵連接。
4.1.4 將反應器中的電極按圖5與電點火系統相連接。
4.1.5 根據所測試樣點火能大小,選取電容器(容量值為5~100pF),并用電容儀測量其電容值,然后,按圖5接入點火線路中。
4.1.6 檢查線路,儀表及各系統是否完好。配氣系統有無漏氣現象。
4.1.7 試驗前應對蒸氣發生器進行清洗,方法如下。
4.1.7.1 先用清洗劑將發生器內雜物清洗干凈。然后將其置于溫箱Ⅰ內與F1與混合器連接。
4.1.7.2 開啟溫箱Ⅰ,使其溫度保持60℃,啟動真空泵,打開蒸氣發生器樣品注入口及F1、F3、DCF1和DCF2,用空氣清洗兩小時。
4.2 配氣
先采用分壓方法配出略高于所需濃度的混合氣,然后再慢慢加入干凈空氣,使其達到所需濃度。
4.2.1 液體試樣的配氣方法:
4.2.1.1 將液體試樣注入蒸氣發生器內,開啟溫箱Ⅰ使其溫度高于該試樣閃點10℃(閃點低于室溫的試樣除外),并保持1h,使其達到液氣平衡。
注入蒸氣發生器試樣量根據試樣閃點確定,閃點高于50的試樣,每次注入1000~1500mL,閃點為30~50℃的注入500~800mL,閃點低于30℃的為200~400mL。
4.2.1.2 用氣相色譜儀測量蒸氣發生器內的蒸氣濃度。
4.2.1.3 為避免蒸氣液化,開啟溫箱Ⅱ給混合器和反應器加熱至試樣閃點溫度并保持恒溫,直至試驗結束。閃點低于室溫的試樣,不需加溫。
4.2.1.4 啟動真空泵,打開F3、F4、DCF1、DCF2,抽出混合器內空氣。當壓力指示值小于2kPa時,關閉各閥和真空泵,停止抽氣。
4.2.1.5 打開F1、F4,將蒸氣發生器中已測量的蒸氣放入抽成真空的混合器內,放入蒸氣量由水銀壓力計讀出,蒸氣量應根據要配制的混合器濃度確定,然后關閉F1、F4。
4.2.1.6 打開F2,根據配制混合氣濃度將空氣瓶中一定量的干凈空氣充入混合器中與可燃蒸氣混合。充入空氣量由壓力真空表讀出,然后關閉F2。開動攪拌器,攪拌10~15min,使混合器內的氣體混合均勻。
4.2.1.7 打開F3、F6和DCF1,由取樣口取樣送至色譜儀,分析其濃度,濃度達到要求后即可使用。如混合氣濃度高于要求濃度時,需要再充入空氣稀釋,直到達到要求濃度為止。
4.2.2 氣體試樣的配氣方法如下:
氣體試樣配氣時,要求配氣裝置對任何可燃氣在爆炸極限范圍內均能配出不同濃度的混合氣。且配氣誤差不得大于±0.1%。
如果用本標準圖1的配氣系統,可按下述程序配氣。
4.2.2.1 將試樣容器通過F1與混合器連通,并按4.2.1.4要求將混合器抽成真空。
4.2.2.2 按4.2.1.5方法將氣體試樣放入混合器中。
4.2.2.3 按4.2.1.6要求將空氣充入混合器,與可燃氣體混合。
4.2.2.4 按4.2.1.7方法調整,使混合氣濃度達到要求。
4.2.3 在確定敏感電極間隙,敏感放電電容試驗時,要求混合器中試驗氣體壓力不得低于300kPa,其他試驗不能低于100kPa,但不得超過350kPa。
4.3 敏感條件、敏感狀態的確定
4.3.1 敏感電極間隙(l0)的確定
固定放電電容和試驗氣體濃度,只改變電極間隙(l),對每個電極間隙均按升降法試驗,得出各電極間所對應的50%點火能(E50)。然后作出l和E50的關系曲線,則E50最小處所對應的,就是該試驗氣體的敏感電極間隙(l0)繪制該關系曲線不能少于9個點。在l0±l0×10%間不得小于3個試驗點。
操作程序如下:
4.3.1.1 啟動真空泵,打開DCF2和F5抽出反應器內空氣,待反應器的真空度達到—98kPa時,關閉DCF2和真空泵。
4.3.1.2 打開F3、F5、DCF1,將混合器里的混合氣體放入反應器內,待壓力為0時,關閉DCF1。每次點火試驗放入反應器內氣體壓力的波動范圍不得大于4.9kPa。
4.3.1.3 調整高壓電源的輸出電壓(此電壓根據所測試樣點火能大小決定,調到能使混合氣體爆炸即可),然后接通充電開關,使程序控制器工作,先將JK1置于2后分別將JK2、JK3置于4和6使C1+C2處于充電狀態。
4.3.1.4 接通放電開關,先使JK1置于1,JK3置于5位,最后將JK2置于3(接地位置)。這時,兩電極間將形成電位差,使電極間產生火花放電,若這一火花能引起混合氣體爆炸,則這一火花能量就是該次試驗氣體的點火能。
4.3.2 敏感放電電容(C0)的確定。
固定試驗氣體濃度,將電極調到敏感距離,只改變放電電容,在每個電容值下,均用升降法按4.3.1.1、4.3.1.2、4.3.1.3、4.3.1.4步驟進行試驗,測出不同電容值所對應的E50,并做出C和E50的關系曲線,則E50最小處所對應的電容值,即為敏感放電電容值(C0)。繪制C和E50關系曲線,不得少于9點,在C0±C0×20%間不得少于3點。
4.3.3 敏感濃度(K0%)的確定
將電極調到敏感距離,放電電容為敏感電容(C0),只改變試驗氣體在爆炸范圍內的濃度(K%),對每個濃度均用升降法,按4.3.1.1、4.3.1.2、4.3.1.3、4.3.1.4步驟進行試驗,測出各濃度所對應的50%點火能(E50),然后作出K%和E50的關系曲線,則E50最小處所對應的K,就是該試驗氣體的敏感濃度(K0)。K和E50關系曲線不得少于11個點,在K0%±0.5%間不得少于5點。
4.3.4 敏感狀態的確定
將可燃氣體或易燃液體蒸氣的敏感濃度(K0%),敏感放電電容(C0)和敏感電極間隙(l0)相組合,即構成了敏感狀態。
4.4 最小點火能(Emin)的測定
4.4.1 更換新電極,在敏感狀態下,按4.3.1.1、4.3.1.2、4.3.1.3和4.3.1.4步驟,用25次放電法試驗,即:先選擇一個足以引爆試驗氣體的放電電壓,然后逐步減少(每次減少100~250V)儲能電容上的電壓值,在每個電壓值上均進行25次放電,直至25次放電都不能點燃試驗氣體為止。在上述所有的放電中,點燃該氣體的最小能量,即為最小點火能(Emin)。
4.4.2 按4.4.1重復試驗,直至三次試驗的最低點燃電壓偏差小于100~250V為止,最后取三次中最低點燃電壓計算試驗氣體的最小點火能量。
5 結果的計算
5.1 50%點火能(E50)的計算
E50=1/2C(V50)2 …………………………………(1)
式中:C=C1+C2
C1——儲能電容量,pF;
C2——線路等效分布電容,pF;
V50——點燃率為50%時所對應的點燃電壓(V50的計算見附錄A)。
5.2 最小點火能(Emin)的計算
Emin=1/2C0V2 ……………………………………(2)
式中:V——25次試驗方法確定的最低點燃電壓,V;
C0——敏感電容量,pF。
附錄A
升降試驗法
(補充件)
本標準采用升降法測出影響點火能諸因素的敏感條件,確定其敏感狀態。
A1 試驗程序
用圖5電點火系統,先確定初始充電電壓V1和電壓增量△V(取△V=100~250V)。確定V1的方法為,先任選一個足以能點燃試驗氣體的充電電壓,然后逐步降低電容的充電電壓,每步降低△V,直至不能點燃試驗氣體為止,則此電壓被認為是初始充電電壓V1。第一次試驗,電容充電電壓取V1,隨后各次的充電電壓取決于前一次試驗結果。如K—1次試驗電壓為VK—1,能點燃試驗氣體,則第K次試驗電壓為VK= VK—1—△V;若不能點燃,則VK= VK—1+△V。以此類推,進行40次試驗。按表A1作好試驗記錄,用○表示點燃,×表示不能點燃。
A2 數據處理和計算
按表A1計算點燃總數N○和不能點燃總數N×。取兩者中的小者按下列公式計算50%點燃電壓(V50)。
當N×<N○按公式(A1)計算;當N×>N○時,用公式(A2)計算;或N×=N○,則兩式的計算結果相等。
V50= V0×+△V(A×/N×+1/2)……(A1)
V50= V0○+△V(A○/N○-1/2)……(A2)
式中:V50——點燃率為50%時所對應的點火電壓;
V0×——不能點燃的最低電壓;
V0○——點燃的最低電壓;
N×——不能點燃總次數;
N○——點燃總次數;
△V——電壓增量。

式中:i——表示V0×為0序的電壓等級序號(i=0、1、2……);
n×i——i序號等級電壓的不能點燃次數。

j——表示V0○為0序的電壓等級序號(j=0、1、2……);
n○j——j序號等級電壓的點燃次數。
舉例說明如下:
甲烷在空氣中的濃度為9.0%,放電電容為80pF,電極間隙為1.60mm,針-針不銹鋼電極的試驗狀態下,所作試驗記錄如表A1。
表A1

由表1得出:N○=20 N×=20
不能點燃計算公式為:
V50= V0×+△V(A×/N×+1/2)
列表:
表A2

則:V50=5.00+0.25(21/20+1/2)=5.39kV
如按點燃計算,則公式為:
V50= V0○+△V(A○/N○-1/2)
表A3

則:V50=5.25+0.25(21/20-0.5)=5.39kV
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