CN106018477A - 一种小药量含能材料的外部火烧试验方法 - Google Patents

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苏晶
李军
秦超
程立国
兰慧
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Abstract

本发明涉及一种小药量含能材料的外部火烧试验方法，采用确定质量的小药量含能材料样品，将含能材料样品置于燃烧火焰中，采用热辐射计记录燃烧热辐射值，对照试验判据进行所述含能材料1.3级与1.4级的危险性分级。本发明采用少量的样品，通过改进试验方法和试验判据实现小药量含能材料的外部火烧试验，该试验方法有效提高了试验过程的本质安全度，保证测试人员的生命安全，极大降低了试验成本。

Description

一种小药量含能材料的外部火烧试验方法
技术领域
本发明涉及一种试验方法，特别是涉及含能材料的外部火烧试验方法。
背景技术
含能材料的危险性分级是确定其配方、工艺条件、保护措施、建筑物结构方式和安全距离的重要依据，联合国《关于危险货物运输的建议书》、美国国防部《弹药和爆炸品危险性程序》（TB700-2）和国内的《危险货物运输 爆炸品认可、分项试验方法和判据》（GB14372）都将外部火烧试验作为危险性分级的重要试验项目，其中1.3级与1.4级的危险性分级主要是通过样品燃烧的热辐射值和燃烧时间判定的，方法要求试验样品总体积不小于0.15m3，一般固体含能材料的药量要达到180kg以上，不仅试验成本高、试验场地难以满足，而且大药量的含能材料严重增大了试验的危险性。
发明内容
本发明的目的在于克服现有方法的上述缺陷，提供一种小药量含能材料的外部火烧试验方法，采用少量的试验样品，通过改进试验方法和试验判据，提高试验过程的本质安全度，保证测试人员的生命安全，有效降低了试验成本。
本发明上述目的是通过如下技术方案予以实现的：采用确定质量的小药量含能材料样品，将含能材料样品置于燃烧火焰中，采用热辐射计记录燃烧热辐射值，对照试验判据进行所述含能材料1.3级与1.4级的危险性分级。
本发明的具体步骤如下：
（1）将含能材料样品置于2m×2m的燃料池中，含能材料样品距燃料池底部50±2cm；
（2）根据热辐射计的测量精度及量程，热辐射计选择置于距含能材料样品15m、10m或5m处，传感器敏感端正对含能材料样品，距地面高度50±2cm；
（3）点燃燃料池中的燃料，采用热辐射计测量得到燃烧热辐射值随时间的变化曲线，扣除燃料的燃烧热辐射值，取样品燃烧最剧烈5秒内燃烧热辐射值的平均值作为含能材料样品的燃烧热辐射值，所述的燃料的燃烧热辐射值是指无样品时燃料稳定燃烧时的热辐射值；
（4）若含能材料样品的燃烧热辐射值大于试验判据，则含能材料样品的危险性定为1.3级，否则为1.4级。
本发明的小药量外部火烧试验判据是通过小药量含能材料质量与燃烧热辐射值的关系研究，发现其规律与联合国ST/SG/AC.10/11/Rev.4/Amend.2《关于危险货物运输的建议书 试验和标准手册》标准中试验6（c）的热辐射值判据一致（热辐射值与质量的三分之二次方成正比），根据联合国标准大药量外部火烧试验的热辐射值判据合理外推提供了本试验方法的试验判据的计算公式， 试验判据的计算公式如式（1）所示：
式（1）
式中，F为试验判据，kW/m2；
m为样品质量，kg；
s为燃烧热辐值的测试距离，m。
表1中的小药量外部火烧试验判据是并依据上述研究和计算公式而提供。
表1 小药量外部火烧试验的试验判据
本发明所述的试验方法和试验判据适用于1kg-20kg的含能材料。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
（1）本发明首次实现了小药量含能材料的外部火烧试验，并取得了较好的应用效果；
（2）本发明的试验样品由几百公斤降为几公斤，大大提高试验过程的本质安全度，显著降低试验过程的危险性，同时有效降低了试验成本和试验场地的要求；
（3）本发明试用范围广，不仅适用于固体推进剂、火炸药、烟火剂、含能原材料及其他含能材料的外部火烧试验，还可用于具有一定毒性的危化品的危险性鉴定。
（4）本发明的试验方法可以为含能材料提供燃烧热辐射数据，便于更好的了解含能材料自身特性，可为探索燃烧机理及其应用提供指导。
附图说明
图1为某丁羟高燃速固体推进剂燃烧热辐射值随时间的变化关系图。
图2为某缓燃药燃烧热辐射值随时间的变化关系图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细的说明，但本发明不仅限于该实例。
实施例1
将某1kg某丁羟高燃速固体推进剂置于2m×2m的燃料池中，样品距燃料池底部50cm，用铁丝固定好，热辐射计置于距样品15m处，传感器敏感端正对样品，距地面高50cm，煤油作为燃料。点燃燃料池中的煤油，记录热辐射值，此丁羟高燃速固体推进剂燃烧热辐射值随时间的变化关系如图1所示，扣除15m处煤油稳定燃烧时的热辐射值0.05 kW/m2，取样品燃烧最剧烈5秒内燃烧热辐射值的平均值作为样品的燃烧热辐射值，试验结果如表2所示。
表2 1kg某丁羟高燃速固体推进剂的外部火烧试验结果
实施例2
将2kg某缓燃药样品置于2m×2m的燃料池中，样品距燃料池底部50cm，用铁丝固定好，热辐射计置于距样品10m处，传感器敏感端正对样品，距地面高为50cm，煤油作为燃料。点燃燃料池中的煤油，记录燃烧热辐射值，此缓燃药的燃烧热辐射值随时间的变化关系如图2所示，扣除10m处煤油稳定燃烧时的热辐射值0.11 kW/m2，取样品燃烧最剧烈5秒内燃烧热辐射值的平均值作为样品的燃烧热辐射值，试验结果如表3所示。
表3 2kg某缓燃药的外部火烧试验结果
样品 燃烧热辐射值 判据 试验结果
某缓燃药 0.317kW/m2 0.661 kW/m2 1.4级
以上所述，仅为本发明常用的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员的公知技术。

Claims (3)

1.一种小药量含能材料外部火烧试验方法，其特征在于：采用确定质量的小药量含能材料样品，将含能材料样品置于燃烧火焰中，采用热辐射计记录燃烧热辐射值，对照试验判据进行所述含能材料1.3级与1.4级的危险性分级。
2.一种小药量含能材料外部火烧试验方法，其特征在于：该方法步骤如下：
（1）将含能材料样品置于2m×2m的燃料池中，含能材料样品距燃料池底部50±2cm；
（2）根据热辐射计的测量精度及量程，热辐射计选择置于距含能材料样品15m、10m或5m处，传感器敏感端正对含能材料样品，距地面高度50±2cm；
（3）点燃燃料池中的燃料，采用热辐射计测量得到燃烧热辐射值随时间的变化曲线，扣除燃料的燃烧热辐射值，取样品燃烧最剧烈5秒内燃烧热辐射值的平均值作为含能材料样品的燃烧热辐射值，所述的燃料的燃烧热辐射值是指无样品时燃料稳定燃烧时的热辐射值；
（4）若含能材料样品燃烧热辐射值大于试验判据，则含能材料样品的危险性定为1.3级，否则为1.4级。
3.根据权利要求1或2所述小药量含能材料外部火烧试验方法,其特征在于试验判据的计算公式如式（1）所示：
式（1）
式中，F为试验判据，kW/m2；
m为样品质量，kg；
s为燃烧热辐值的测试距离，m。
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120214105A1 (en) * 2007-04-05 2012-08-23 Kenneth Jay Wilson Combustion device to provide a controlled heat flux environment
CN103605822A (zh) * 2013-10-08 2014-02-26 交通运输部天津水运工程科学研究所 石油化工码头液态化学品管道泄漏危险性动态分级方法

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徐森 等: "《火灾试验中复合推进剂热辐射通量的测量》", 《推进技术》 *
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