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爆炸方面有关本科毕业论文范文 与安全粉尘爆炸教学演示仪有关硕士论文范文

主题:爆炸论文写作 时间:2024-01-14

安全粉尘爆炸教学演示仪,本文是关于爆炸类硕士论文范文与粉尘爆炸和教学和演示方面本科论文怎么写.

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一、制作背景

在九年级化学上册教材(人教版)中,第七单元关于易燃、易爆物安全知识的内容包括粉尘爆炸实验,书中对该实验只介绍了装置的制作方法而没有提供实物装置.以面粉为材料进行的粉尘爆炸演示实验装置如图1所示.该实验主要存在以下问题.

1.由于没有现成的实验装置,教师按教材所述制作装置的难度较大.

2.实验成功率低.一是因为用塑料盖盖住金属罐,密封性不佳,二是实验选择的爆炸物为面粉,市售面粉颗粒大、水分含量高,且面粉易吸水,所以在通常的实验条件下根本不会出现爆炸现象.

3.实验采用不透明的金属罐,学生无法观察罐内发生的变化.

二、制作原理

在有限的空间里充满可燃性粉尘,粉尘遇到明火就会发生爆炸.

三、制作过程

1.制作方法

(1)粉尘喷射器

截取一支小试管的底部(长约3cm),用酒精喷灯加热试管底部,再用铁丝将试管底部戳出大小合适的孔.

将加工好的试管与一根弯曲90°的导管相连,并用胶棒密封,导管的弯曲处也用胶棒加固.制作好的粉尘喷射器如图2所示.

(2)安全粉尘爆炸教学演示仪

取一个1 000ml~2 000ml的塑料筒.将两个比蜡烛略大的铜丝圈固定在塑料筒的内壁上,制成蜡烛架.

在塑料筒的底部打一个小孔,将粉尘喷射器通过小孔安装在塑料筒内,并用胶棒固定、密封.粉尘喷射器的外部导管通过橡胶管与洗耳球相连.

塑料筒的盖上有一个大孔,可以塞上橡胶塞以密封.

这样安全粉尘爆炸教学演示仪就制作完成了(结构如图3所示).

2.用碳粉代替面粉的探究

为什么用面粉做粉尘爆炸实验很难成功?有关资料表明,面粉颗粒的大小用目来表示,一般为80~120目,其中100目的颗粒直径约为150μm,标准面粉的含水量最低为12%,并且面粉颗粒易吸水.颗粒过大、含水量过高是用面粉做粉尘爆炸实验很难成功的主要原因.

有的老师将面粉烘烤24小时后,使面粉颗粒变脆,再进一步磨细,在温度较高、湿度较低的条件下才使爆炸实验成功.这也从侧面证实了该实验难以成功的原因.

打印机的碳粉颗粒直径一般为4μm~10μm,假设为5μm,则碳粉颗粒直径约为面粉颗粒的 1/30 ,碳粉颗粒体积约为面粉颗粒的 1/27 000 ,而且碳粉中几乎不含水分,也很难吸水.因此,使用本仪器采用碳粉做粉尘爆炸实验的成功率达到100%,而且实验不限温度、湿度.

用碳粉做该实验很容易成功的另一个因素是燃烧热高.通过查找资料发现,碳在充分燃烧时的燃烧热约为33.5kJ/g,而面粉成分复杂、相对分子质量不确定,难以找到它的燃烧热,在这里用葡萄糖进行大致比较(葡萄糖的燃烧热约为15.5 kJ/g).因而可以推断碳粉的燃烧热比面粉的燃烧热大得多,而对于粉尘来说,燃烧热越高越容易发生爆炸.

3.安全性探究

本项目用如下实验测定演示仪的安全性.

如图4所示,用弹簧秤分别测出橡胶塞在粉尘爆炸时弹出不同高度所需要的压力,再量出橡胶塞的受力面积,就可以求出塑料筒内爆炸时的最大压强.实验的数据记录如表1.

从实验测定的数据可知,当出现较剧烈的爆炸现象时(橡胶塞弹出的高度在3m以上),塑料瓶内的压强约为2.2个标准大气压.查阅相关资料发现,普通可乐塑料瓶的瓶壁厚约1mm,可承受6个以上标准大气压强,而本仪器使用的塑料瓶瓶壁厚约3mm~4mm,所以其耐压程度远远高于爆炸时的最大压强.因此,用本演示仪演示粉尘爆炸实验十分安全.

四、演示仪的用途

安全粉尘爆炸教学演示仪的制作成本低,操作简单,演示效果好,具有批量生产的价值,也能解决教师在教学中缺乏教学仪器的困扰.

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