目录 前言 3 实验室安全守则.4 实验室工作规则 5 意外事故的处理…。 .6 实验教学的要求 7 实验一闪点和燃点的测定… 8 实验二接地电阻的测定 .13 实验三着火性实验17 实验四可燃固体的燃烧实验 21 实验五禁水性物质实验 23 实验六超声波测厚 .26 实验七可燃固体氧指数的测定 30 实验八气体爆炸实验36 实验九内压薄壁容器应力测定…41 实验十振动与隔振实验。 …47
2 目 录 前 言........................................................................................................3 实验室安全守则...........................................................................................4 实验室工作规则...........................................................................................5 意外事故的处理...........................................................................................6 实验教学的要求...........................................................................................7 实验一 闪点和燃点的测定..........................................................................8 实验二 接地电阻的测定............................................................................13 实验三 着火性实验...................................................................................17 实验四 可燃固体的燃烧实验....................................................................21 实验五 禁水性物质实验............................................................................23 实验六 超声波测厚.................................................................................26 实验七 可燃固体氧指数的测定...............................................................30 实验八 气体爆炸实验..............................................................................36 实验九 内压薄壁容器应力测定...............................................................41 实验十 振动与隔振实验..........................................................................47
前 言 《安全工程专业实验》讲义是随着安全工程专业课程体系的建设和改革，按照“厚 基础、宽专业、高素质、高能力”教学目标要求，基于基本专业知识体系的构建而编 写的，本专业实验既有相关专业的实验项目，又有本专业特有的专业技术实验，是 门理论性和实践性很强的新兴学科。 本课程是安全工程本科生的专业基础课，通过本课程的学习，使学生掌握实验的 基本方法和技巧，巩固专业理论知识。本课程的目的，是通过专业实验的实践环节， 使学生加深对专业课程有关内容的理解与学握，掌握专业实验方法和一些基本实验技 术，让学生充分的了解和掌握实验设备、仪器的工作原理，给学生更多的时间进行实 验的设计，增加学生实验的内容，提高学生的动手能力和科技创新能力，同时培养学 生的团结协作能力。 本课程的教学活动要求学生课前预习，明确实验目的，掌握概念与仪器、设备的 工作原理；重点掌握实验的方法与技能，掌握实验操作规程和数据采集与分析的理论 基础，熟悉相关的理论计算：在实验过程中，应积极听实验指导教师的讲解，主动思 考，熟悉测试技术，实验操作积极主动，细致认真，能逐步编制实验方案，实验记录 完整。实验后及时提交实验报告。对实验报告的要求，根据每个实验的内容特点及有 关要求完成，做到认真规范，内容详实。 参与本实验讲义由高晓蕾、刘诗飞等教师参照国内兄弟院校相关实验讲义编写： 实验九、十的讲义由过程装备与控制工程专业实验中心提供，在此表示衷心感谢。 编者时间仓促，又水平有限，难免又不足和欠妥之处，悬请读者提出宝贵意见。 编者 2007年12月
3 前 言 《安全工程专业实验》讲义是随着安全工程专业课程体系的建设和改革，按照“厚 基础、宽专业、高素质、高能力”教学目标要求，基于基本专业知识体系的构建而编 写的，本专业实验既有相关专业的实验项目，又有本专业特有的专业技术实验，是一 门理论性和实践性很强的新兴学科。 本课程是安全工程本科生的专业基础课，通过本课程的学习，使学生掌握实验的 基本方法和技巧，巩固专业理论知识。本课程的目的，是通过专业实验的实践环节， 使学生加深对专业课程有关内容的理解与掌握，掌握专业实验方法和一些基本实验技 术，让学生充分的了解和掌握实验设备、仪器的工作原理，给学生更多的时间进行实 验的设计，增加学生实验的内容，提高学生的动手能力和科技创新能力，同时培养学 生的团结协作能力。 本课程的教学活动要求学生课前预习，明确实验目的，掌握概念与仪器、设备的 工作原理；重点掌握实验的方法与技能，掌握实验操作规程和数据采集与分析的理论 基础，熟悉相关的理论计算；在实验过程中，应积极听实验指导教师的讲解，主动思 考，熟悉测试技术，实验操作积极主动，细致认真，能逐步编制实验方案，实验记录 完整。实验后及时提交实验报告。对实验报告的要求，根据每个实验的内容特点及有 关要求完成，做到认真规范，内容详实。 参与本实验讲义由高晓蕾、刘诗飞等教师参照国内兄弟院校相关实验讲义编写。 实验九、十的讲义由过程装备与控制工程专业实验中心提供，在此表示衷心感谢。 编者时间仓促，又水平有限，难免又不足和欠妥之处，恳请读者提出宝贵意见。 编 者 2007 年 12 月
实验室安全守则 1.贯彻“安全第一，预防为主”方针。，严格执行院、系的各项安全规章。 2.严格执行压力容器使用操作规程。经常检查钢瓶及连接管路的气密性， 防止气体泄漏，可燃气体放空时必须引至室外。 3.存放或使用易燃物质的实验室严禁明火，有毒物质的使用和处理需在 通风橱内进行 4.了解常用化学试剂的贮存。使用知识、严禁随意混合不明性质的化学 试剂。切实注意防止火焰、爆炸、化学灼伤、创伤和中毒等事故发生。 5.注意用电安全，防止人身触电及设备仪器损坏事故。 6.熟悉一旦发生意外事故时应采取的措施。 7.最后离开实验室的人员注意检查各仪器控制开关、水、电、气总开关 及门窗是否关好。特别要注意防止水害，杜绝无人操作运行等
4 实验室安全守则 1. 贯彻“安全第一，预防为主”方针。，严格执行院、系的各项安全规章。 2．严格执行压力容器使用操作规程。经常检查钢瓶及连接管路的气密性， 防止气体泄漏，可燃气体放空时必须引至室外。 3．存放或使用易燃物质的实验室严禁明火，有毒物质的使用和处理需在 通风橱内进行 4．了解常用化学试剂的贮存。使用知识、严禁随意混合不明性质的化学 试剂。切实注意防止火焰、爆炸、化学灼伤、创伤和中毒等事故发生。 5．注意用电安全，防止人身触电及设备仪器损坏事故。 6．熟悉一旦发生意外事故时应采取的措施。 7．最后离开实验室的人员注意检查各仪器控制开关、水、电、气总开关 及门窗是否关好。特别要注意防止水害，杜绝无人操作运行等
实验室工作规则 1.学生进行实验，必须做好实验的预习，否则教师有权取消学生本次实 验的资格。 2.学生在实验室内必须遵守纪律。保持安静，集中精神，认真操作，仔 细观察，如实记录。 3.爱护实验仪器、设备，严格按照操作规程进行实验。若发现异常，应 立即停止使用，并报告指导教师，及时排除，若有损坏必须如实并及时登 记，按章赔偿。 4.遵守试剂取用规则，注意节约药品，材料以及水、电、气等。实验过 程中应养成良好的工作习惯。保持整洁的实验环境。 5.废纸、火柴梗等应倒入垃圾箱内：废液应倒入废液缸内，严禁倒入水 槽，以防止水道堵塞和腐蚀。 6.实验完毕，应立即关闭仪器控制开关及水、电、气开关，并将仪器洗 涤干净，整理好实验台，搞好实验室的清洁卫生。 7.实验室的仪器，药品，材料和工具等不得擅自带离实验室，更不得据 为己有，一经发现，给予相应处罚。 8.实验过程中，未经指导教师允许，不得擅自离开实验室
5 实验室工作规则 1．学生进行实验，必须做好实验的预习，否则教师有权取消学生本次实 验的资格。 2．学生在实验室内必须遵守纪律。保持安静，集中精神，认真操作，仔 细观察，如实记录。 3．爱护实验仪器、设备，严格按照操作规程进行实验。若发现异常，应 立即停止使用，并报告指导教师，及时排除，若有损坏必须如实并及时登 记，按章赔偿。 4．遵守试剂取用规则，注意节约药品，材料以及水、电、气等。实验过 程中应养成良好的工作习惯。保持整洁的实验环境。 5．废纸、火柴梗等应倒入垃圾箱内；废液应倒入废液缸内，严禁倒入水 槽，以防止水道堵塞和腐蚀。 6．实验完毕，应立即关闭仪器控制开关及水、电、气开关，并将仪器洗 涤干净，整理好实验台，搞好实验室的清洁卫生。 7．实验室的仪器，药品，材料和工具等不得擅自带离实验室，更不得据 为己有，一经发现，给予相应处罚。 8．实验过程中，未经指导教师允许，不得擅自离开实验室
意外事故的处理 1.割伤。应用蒸馏水洗净伤口，搽L红约水和紫药水，并撒消炎粉包扎 好，若为玻璃割伤，应先挑出伤口里的玻璃碎片，再进行相关处理。 2.烫伤。先用凉水冲洗降温，再搽上烫伤药。 3.受碱或酸灼伤。先用凉水冲洗，若为碱液，再用1%硼酸溶液冲洗：若 为酸液，则用1%碳酸氢钠溶液冲洗，最后再用水洗。 4.吸入刺激性或有毒气体时，应立即到室外呼吸新鲜空气，有毒药 品严禁入口或接触皮肤，以防中毒。 5.触电。首先切断电源，必要时进行人工呼吸。 6.起火。应首先切断电源，迅速移走易燃物品等以防火灾蔓延；与 此同时，选用合适的灭火方法，小火可用湿布、石棉布或砂子等覆盖燃烧 物：有机溶液燃烧时，大多数情况下严禁用水灭火，可用干粉或二氧化碳 灭火器灭火：电器设备着火时不能用泡沫灭火器，只能用二氧化碳或干粉 灭火器灭火：实验人员的衣服着火时，切勿惊慌乱跑，应赶快脱下衣服， 或用石棉布覆盖着火处。 6
6 意外事故的处理 1．割伤。应用蒸馏水洗净伤口，搽 L 红约水和紫药水，并撒消炎粉包扎 好，若为玻璃割伤，应先挑出伤口里的玻璃碎片，再进行相关处理。 2．烫伤。先用凉水冲洗降温，再搽上烫伤药。 3．受碱或酸灼伤。先用凉水冲洗，若为碱液，再用 1％硼酸溶液冲洗；若 为酸液，则用 1％碳酸氢钠溶液冲洗，最后再用水洗。 4．吸入刺激性或有毒气体时，应立即到室外呼吸新鲜空气，有毒药 品严禁入口或接触皮肤，以防中毒。 5．触电。首先切断电源，必要时进行人工呼吸。 6．起火。应首先切断电源，迅速移走易燃物品等以防火灾蔓延；与 此同时，选用合适的灭火方法，小火可用湿布、石棉布或砂子等覆盖燃烧 物；有机溶液燃烧时，大多数情况下严禁用水灭火，可用干粉或二氧化碳 灭火器灭火；电器设备着火时不能用泡沫灭火器，只能用二氧化碳或干粉 灭火器灭火；实验人员的衣服着火时，切勿惊慌乱跑，应赶快脱下衣服， 或用石棉布覆盖着火处
实验教学的要求 一、预习 为使实验川顺利进行并收到预期效果，实验前应做好充分准备，预习要做到以下 几点：1.明确实验目的。 2.阅读实验指导书及有关的教材、参考书，掌握实验原理、实验内容和步骤：明 确实验中应记录的数据和注意事项。 3。认真思考实验中发现的问题 4.每位学生都必须准备一本装订好的实验记录本，并编上页码，用于实验时作原 始记录。 5.实验要求：在实验记录本上简单扼要地写明实验目的、内容和步骤，实验注意 事项和观察的现象、原始数据记录项目及表格等，作为预习报告，若不符合要求或草 率者需重写后方能进行实验。 二、实验 学生在实验中应做到： 1.按实验指导书提供的方法，步骤认真操作，仔细观察实验现象。 2按照要求及时并如实记录原始数据，实验现象和结果。 3.实验过程中应勤于思考，发现问题，进行分析并加以解决。 4.实验完成后，原始记录经教师检查，认为符合要求后，按实验室工作规则结束 实验，经教师同意后方可离开实验室。 三、实验报告 实验结束后，要求在规定的时间内写出实验报告。其内容包括：实验目的、简单原 理、实验装置或仪器、实验数据及处理、现象及讨论等。经指导教师审查，如实验报 告不符合要求，必须重做实验或重写报告
7 实验教学的要求 一、预习 为使实验川顺利进行并收到预期效果，实验前应做好充分准备，预习要做到以下 几点： 1. 明确实验目的。 2．阅读实验指导书及有关的教材、参考书，掌握实验原理、实验内容和步骤；明 确实验中应记录的数据和注意事项。 3。认真思考实验中发现的问题。 4．每位学生都必须准备一本装订好的实验记录本，并编上页码，用于实验时作原 始记录。 5．实验要求：在实验记录本上简单扼要地写明实验目的、内容和步骤，实验注意 事项和观察的现象、原始数据记录项目及表格等，作为预习报告，若不符合要求或草 率者需重写后方能进行实验。 二、实验 学生在实验中应做到： 1．按实验指导书提供的方法，步骤认真操作，仔细观察实验现象。 2 按照要求及时并如实记录原始数据，实验现象和结果。 3．实验过程中应勤于思考，发现问题，进行分析并加以解决。 4．实验完成后，原始记录经教师检查，认为符合要求后，按实验室工作规则结束 实验，经教师同意后方可离开实验室。 三、实验报告 实验结束后，要求在规定的时间内写出实验报告。其内容包括：实验目的、简单原 理、实验装置或仪器、实验数据及处理、现象及讨论等。经指导教师审查，如实验报 告不符合要求，必须重做实验或重写报告
实验一闪点和燃点的测定 一实验目的 1、学握闪点、开口闪点、闭口闪点、燃点的定义： 2、掌握可燃液体的划分方法，掌握闪点、燃点与物质危险性的关系： 3、掌握爆炸极限的定义： 4、掌握闪点、燃点的测定方法。 二实验内容 使用闪点测定仪器测定矿、植物油开、闭口闪点及燃点 三奥脸原理 将相对定量的待测物质加入闪点测定仪，按国家标准规定的升温速率对待测物质 进行升温操作，在接近闪点的温度区，按规定的频率对试样上方蒸汽进行点燃，当试 样上方蒸汽与火焰接触发生闪火时的最低温度即为闪点。 继续加热试样，当试样加热到能被接触的火焰点燃，并燃烧不少于5秒时的温度， 称为燃点。 四实验仪器 1、开口闪点自动测定仪： 2、闭口闪点自动测定仪： 3、液化气钢瓶： 4、电火花点火器 5、大气压计 图1开口闪点测定仪 图2闭口闪点测定仪
8 实验一 闪点和燃点的测定 一 实验目的 1、掌握闪点、开口闪点、闭口闪点、燃点的定义； 2、掌握可燃液体的划分方法，掌握闪点、燃点与物质危险性的关系； 3、掌握爆炸极限的定义； 4、掌握闪点、燃点的测定方法。 二 实验内容 使用闪点测定仪器测定矿、植物油开、闭口闪点及燃点。 三 实验原理 将相对定量的待测物质加入闪点测定仪，按国家标准规定的升温速率对待测物质 进行升温操作，在接近闪点的温度区，按规定的频率对试样上方蒸汽进行点燃，当试 样上方蒸汽与火焰接触发生闪火时的最低温度即为闪点。 继续加热试样，当试样加热到能被接触的火焰点燃，并燃烧不少于 5 秒时的温度， 称为燃点。 四 实验仪器 1、开口闪点自动测定仪； 2、闭口闪点自动测定仪； 3、液化气钢瓶； 4、电火花点火器。 5、大气压计 图 1 开口闪点测定仪 图 2 闭口闪点测定仪
五实脸步骤 1、实验前准备 1)试样准备： 当试样的水分大于0.1%时，必须脱水。脱水处理的方法是在试样中加入新煅烧并 冷却的食盐、硫酸钠或无水氯化钙，以达到干燥试样的目的。 闪点低于100℃的试样脱水时不必加热：其他试样允许加热至50~80℃时用脱水 剂脱水。脱水后，取试样的澄清部分供试验使用。 2)仪器准备： ①测定前应对放置试样的坩锅用溶剂油或其它溶剂进行洗涤，并应充分洁净和干 ②检查液化气钢瓶与闪点测定仪的连接是否正确。 2、实验操作步骤 1)检查仪器是否安装正确： 2)根据试样特性设定仪器工作程序： 3)检查燃气连接管和接头是否无泄漏： 4)将待测试样倒入洁净的坩锅中，试样的上波面应与规定刻度线平齐： 5)启动仪器工作程序，加热坩锅，使试样温度逐渐升高温度，当试样温度达到预计 闪点前40℃时，应控制升温速度为每分钟升高4士1℃： 6)当试样温度达到预计闪点前20℃时，试样温度每升高1℃，仪器点火扫描杆点 火头对试样上方蒸汽进行自动扫描一次： 7)扫描火苗使试样表面的蒸汽产生点燃时的温度即为所测闪点，测试结果可有打印 机自动打印。 8)测得试样的闪点之后，如果还需要测定燃点，应继续对外坩锅进行加热，使试样 的升温速度为每分钟升高(4士1)℃。然后，用点火器的火焰进行点火试验。试样接触 火焰后立即着火并能继续燃烧不少于5秒，此时立即从温度计读出温度作为燃点的测 定结果 9)关闭燃气瓶总阀，关闭电源。 3、大气压力对闪点和燃点影响的修正 进行闪点（或燃点）测定时应同时记录当时的大气压力，并对测试结果进行数据 校正。 9
9 五 实验步骤 1、实验前准备 1）试样准备： 当试样的水分大于 0.1％时，必须脱水。脱水处理的方法是在试样中加入新煅烧并 冷却的食盐、硫酸钠或无水氯化钙，以达到干燥试样的目的。 闪点低于 l00℃的试样脱水时不必加热；其他试样允许加热至 50～80℃时用脱水 剂脱水。脱水后，取试样的澄清部分供试验使用。 2）仪器准备： ○1 测定前应对放置试样的坩锅用溶剂油或其它溶剂进行洗涤，并应充分洁净和干 燥。 ○2 检查液化气钢瓶与闪点测定仪的连接是否正确。 2、实验操作步骤 1）检查仪器是否安装正确； 2）根据试样特性设定仪器工作程序； 3）检查燃气连接管和接头是否无泄漏； 4）将待测试样倒入洁净的坩锅中，试样的上液面应与规定刻度线平齐； 5）启动仪器工作程序，加热坩锅，使试样温度逐渐升高温度，当试样温度达到预计 闪点前 40 ℃时，应控制升温速度为每分钟升高 4±1℃； 6）当试样温度达到预计闪点前 20 ℃时，试样温度每升高 1℃，仪器点火扫描杆点 火头对试样上方蒸汽进行自动扫描一次； 7）扫描火苗使试样表面的蒸汽产生点燃时的温度即为所测闪点，测试结果可有打印 机自动打印。 8）测得试样的闪点之后，如果还需要测定燃点，应继续对外坩锅进行加热，使试样 的升温速度为每分钟升高(4±1)℃。然后，用点火器的火焰进行点火试验。试样接触 火焰后立即着火并能继续燃烧不少于 5 秒，此时立即从温度计读出温度作为燃点的测 定结果。 9）关闭燃气瓶总阀，关闭电源。 3、大气压力对闪点和燃点影响的修正 进行闪点（或燃点）测定时应同时记录当时的大气压力，并对测试结果进行数据 校正
1)开口闪点（或燃点）的大气压力校正 ①大气压力低于99.3kPa(745mmHg)时试验所得的闪点或燃点t,应按下式进行修 正（精确到1℃）： to=t+△t 式中to一相当于101.3kPa(760mmHg)大气压力时的闪点或燃点，℃： t一在试验条件下测得的闪点或燃点，℃： △t一修正数，℃。 ②大气压力在(72.0~101.3)kPa[(540~760)mmlg]范围内，修正数△t/℃可按以 下两式)计算： △t=(0.000152t+0.028)(101.3-P)×7.5 △t=(0.000152t+0.028)(760-P) 式中P一试验条件下的大气压力，kPa: t 在试验条件下测得的闪点或燃点(300℃以上仍按300℃计)，℃： 0.00015,0.028—试验常数： 7.5- 一大气压力单位换算系数： P. 一试验条件下的大气压力.mg 注：对640~71.9kPa(480~539mmg)大气压力范围，测得闪点或燃点的修正数也△ t也可参照采用以上两式进行计算。此外，修正数△t还可以从下表查出。 不同大气正下闪点或地点的修正值 闪点或燃点 在下列大气玉力rAP,(mmg)时的修正偾/C 72.074..3 80.0 2.65.38祝0 s0.69.396.09 540) 560 《580)】 (60) (660) (680 (700) (720)(740) 100 22 22 250 275 2)开口闪点（或燃点）的精密度和重复性要求
10 1）开口闪点（或燃点）的大气压力校正 ①大气压力低于 99.3 kPa(745mmHg)时试验所得的闪点或燃点 t0应按下式进行修 正(精确到 1℃)： t0＝t＋△t 式中 t0 — 相当于 101.3 kPa(760mmHg)大气压力时的闪点或燃点，℃； t — 在试验条件下测得的闪点或燃点，℃； △t — 修正数，℃。 ②大气压力在(72.0～101.3)kPa[(540～760)mmHg]范围内，修正数△t／℃可按以 下两式)计算： △t＝(0.000152t＋0.028)(101.3－P)×7.5 △t＝(0.000152t＋0.028)(760－P1) 式中 P —— 试验条件下的大气压力，kPa； t —— 在试验条件下测得的闪点或燃点(300℃以上仍按 300℃计)，℃； 0.00015，0.028 —— 试验常数； 7.5 —— 大气压力单位换算系数； P1 —— 试验条件下的大气压力．mmHg。 注：对 640～71.9 kPa〔(480～539mmHg)大气压力范围，测得闪点或燃点的修正数也△ t 也可参照采用以上两式进行计算。此外，修正数△t 还可以从下表查出。 2）开口闪点（或燃点）的精密度和重复性要求
()同一操作者重复测定的两个闪点（或燃点）结果之差不应大于下列数值 闪点，t/℃ ≤150℃ >150℃ 重复性，t/℃ 4℃ 6℃ (②)同一操作者重复测定的两个闪点（或燃点）结果之差不应大于6℃。 3)闭口闪点的大气压力校正 (1)观察和记录大气压力，按下式计算在标准大气压力101.3kPa(760mmg)时闪点修 正数△t/C: △t=0.25(101.3一P) △t=0.0345(760-P) 式中P一实际大气压力。P,的单位为千帕(kPa):P的单位为mmHg。 (②)观察到的闪点数值加修正数，修正后的数据以整数报结果，此外，修正数△t 还可以从下表查出： 不同大气压力范围的闪点修正值△： 大气压力P/mmHg 修正数△/℃ 630-658 +4 659~687 +3 688-716 +2 717-745 +1 775~803 -1 4)闭口闪点的精密度和重复性要求 ()重复性同一操作者重复测定两个结果之差，不应超过以下数值： 闪点范围，t/℃ 104或低于104℃ 高于104℃ 允许差数，t/℃ 2 6 (2)再现性由两个实验室提出两个结果之差，不应超过以下数值： 闪点范围，t/℃104或低于104℃ 高于104℃ 允许差致，t/℃ 8 5)数据报告 ()取重复测定两个闪点结果的算术平均值，作为试样的闪点。 (2)取重复测定两个燃点结果的算术平均值，作为试样的燃点。 11
11 (1)同一操作者重复测定的两个闪点（或燃点）结果之差不应大于下列数值 闪 点，t／℃ ≤ 150 ℃ ＞ 150 ℃ 重复性，t／℃ 4℃ 6 ℃ (2)同一操作者重复测定的两个闪点（或燃点）结果之差不应大于 6℃。 3）闭口闪点的大气压力校正 (1)观察和记录大气压力，按下式计算在标准大气压力 101.3kPa(760mmHg)时闪点修 正数△t／C： △t ＝ 0.25 (101.3 一 P1) △t ＝ 0.0345(760 — P2) 式中 P —— 实际大气压力。P1的单位为千帕(kPa)；P2的单位为 mmHg。 (2)观察到的闪点数值加修正数，修正后的数据以整数报结果，此外，修正数△t 还可以从下表查出： 4）闭口闪点的精密度和重复性要求 (1)重复性 同一操作者重复测定两个结果之差，不应超过以下数值： 闪点范围，t／℃ 104 或低于 l04℃ 高于 104 ℃ 允许差数，t／℃ 2 6 (2)再现性 由两个实验室提出两个结果之差，不应超过以下数值： 闪点范围，t／℃ 104 或低于 104 ℃ 高于 104 ℃ 允许差致，t／℃ 4 8 5）数据报告 (1)取重复测定两个闪点结果的算术平均值，作为试样的闪点。 (2)取重复测定两个燃点结果的算术平均值，作为试样的燃点