CN116399896A - 泡沫流体热稳定性测试装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种泡沫流体热稳定性测试装置及方法，属于消防安全的技术领域，包括泡沫产生模块、热辐射模块、温度测量与控制模块、高温烟气产生模块、灭火性能测定模块以及泡沫性能测定模块。本发明的测试装置能够在模拟火场高温条件下，测试灭火泡沫在泡沫产生、穿越火羽流以及到达燃烧表面的整个过程中受热、烟的影响情况，考察热辐射、烟气等对泡沫性能、灭火性能、抗烧性能以及泡沫结构等诸多参数的影响。还可进行常温条件下的冷态泡沫性能测定，对比考察泡沫灭火剂在灭火整个过程中受高温烟热的影响情况，为新型灭火剂产品的研发，以及灭火救援实战中泡沫灭火剂用量的计算提供重要的基础数据，取得了较好的技术效果。
Description
技术领域
本发明属于消防安全的技术领域，尤其是涉及一种泡沫流体热稳定性测试装置及方法。
背景技术
泡沫灭火剂是扑救易燃液体火灾最常用、最有效的灭火剂产品。泡沫灭火剂通过所产生泡沫的覆盖、隔绝以及析出水的冷却等多种作用来实现灭火。因此泡沫灭火剂产品的发泡性能、流动性能、稳定性能等参数均直接影响着泡沫灭火剂灭火效能的发挥。灭火泡沫是热力学不稳定体系，在泡沫的产生、穿越火羽流、到达燃烧液体表面的整个过程中，其泡沫性能均会受到温度、热辐射、烟气等环境条件的影响，但目前评价灭火泡沫性能的试验方法均是在冷态条件下开展的，无法表征环境热、烟等条件对其性能的影响。因此有必要综合评估在上述整个过程中灭火泡沫性能的变化规律，为新型灭火剂产品的研发，以及灭火救援实战中泡沫灭火剂用量的计算提供重要的基础数据。
专利CN 110455850 A“泡沫流体热稳定性测试装置及方法”提供了一种泡沫流体热稳定性测试装置及方法，将产生的泡沫施加到石英玻璃器皿中的油面上，通过提高环境温度并观察泡沫的蒸发、聚并、析液情况，来考察灭火泡沫的热稳定性。该专利所涉及装置仅能够测定泡沫在可燃液体表面上的静态热稳定性，不能测试灭火泡沫在泡沫产生、穿越火羽流以及到达燃烧表面的整个过程中受环境中热、烟的影响情况，也不能考察热辐射、烟气等对泡沫性能、灭火性能、抗烧性能以及泡沫结构等诸多参数的影响。
因此在泡沫灭火剂研发和性能测试阶段，需要一种方便可靠的模拟高温热环境的泡沫性能综合测试装置，用以评估泡沫在高温烟热环境下的各项性能指标，指导灭火救援实战以及新型高效泡沫灭火剂产品的研发。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种泡沫流体热稳定性测试装置及方法，以缓解上述的技术问题。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
第一方面，本发明提供了一种泡沫流体热稳定性测试装置，包括泡沫产生模块、热辐射模块、温度测量与控制模块、高温烟气产生模块、灭火性能测定模块以及泡沫性能测定模块；
泡沫产生模块包括耐压泡沫储罐、空气压缩机、压力表以及标准吸气式管枪，耐压泡沫储罐通过耐压管路分别与空气压缩机和标准吸气式管枪的入口相连，压力表设于耐压泡沫储罐与标准吸气式管枪之间；
热辐射模块包括左右对称放置的两块丙烷燃烧板、丙烷气瓶、风门调整阀以及点火器，丙烷燃烧板与丙烷气瓶相连，点火器用于点燃丙烷气瓶输出的丙烷，风门调整阀设置在丙烷气管路上，位于丙烷气瓶和丙烷燃烧板之间，能够根据设定的加热温度调控丙烷燃烧板的加热功率，两块丙烷燃烧板之间的泡沫入口侧与标准吸气式管枪的出口相邻；
温度测量与控制模块包括热电偶、补偿导线、数显记录仪，热电偶位于两块丙烷燃烧板之间，并通过补偿导线与数显记录仪电性相连；
高温烟气产生模块包括通过不锈钢气体管路相连接的耐高温气泵和烟气产生装置，耐高温气泵通过不锈钢气体管路与两块丙烷燃烧板之间连通，烟气产生装置通过不锈钢气体管路与标准管枪吸气口相连；
灭火性能测定模块包括钢质油盘和抗烧罐，抗烧罐位于钢制油盘上，钢制油盘位于两块丙烷燃烧板之间的出口侧；
泡沫性能测定模块包括灭火泡沫发泡倍数测定装置、析液时间测定装置和动态泡沫分析仪，三者各自具有感应端。
进一步地，标准吸气式管枪的泡沫液流量为5L/min或11.4L/min。
进一步地，丙烷燃烧板宽度为20-30cm，长度为100-150cm，沿长度方向在两个燃烧板内侧中间均匀布置5只热电偶。
进一步地，耐高温气泵的气体流量范围为45-150L/min。
进一步地，灭火性能测定模块中钢质油盘的尺寸为内径56.5cm，深度15cm，面积约为0.25m2。
进一步地，钢质抗烧罐为内径12cm，深度8cm的不锈钢抗烧罐。
进一步地，丙烷燃烧板能够将环境温度加热到800℃以上。
第二方面，本发明提供了一种泡沫流体热稳定性测试方法，采用第一方面中所述的测试装置，包括如下步骤：
S1:配制待测定的泡沫溶液，并将泡沫溶液加入耐压泡沫储罐中，打开空气压缩机，将耐压泡沫储罐加压至0.65MPa；
S2:向钢质油盘中加入水，之后倒入120#溶剂油，油层厚度为2-5cm；
S3:打开丙烷气瓶，用点火器点燃丙烷燃烧板，等待丙烷燃烧板内部温度上升至设定温度；
S4:丙烷燃烧板内部温度上升至设定温度后，打开烟气产生模块，耐高温气泵将丙烷燃烧板内的热空气导入烟气产生装置，并将产生的热烟气导入泡沫产生模块的标准吸气式管枪的吸气口处；
S5:开启耐压泡沫储罐，产生灭火泡沫，泡沫射流通过两片丙烷燃烧板的中间区域；
S6:点燃钢制油盘，预燃1min，油盘预燃结束后，使穿过丙烷燃烧板的泡沫射流喷入钢制油盘中，开始计时，记录火焰熄灭所需时间，即为灭火时间；
S7:泡沫持续喷射3min后等待5min，将加有溶剂油的抗烧罐放到油盘中间，开始计时，记录油盘表面25％的泡沫被烧破所需时间，即为抗烧时间；
S8:使用发泡倍数测定装置、析液时间测定装置测定灭火泡沫的发泡倍数和析液时间，使用动态泡沫分析仪分析泡沫的微观机构及其随时间的变化特征；
S9:重复步骤S1、S2、S5-S8，调整高温烟气产生模块的加热温度和烟气产生装置的烟气密度，考察泡沫在不同高温烟热条件下的泡沫性能、灭火性能；
S10:重复步骤S1、S2、S5-S8，不开启高温烟气产生模块和加热装置，对比考察同一种泡沫在冷态条件下的泡沫性能、灭火性能。
进一步地，步骤S4中，丙烷燃烧板内部温度上升至设定温度后，等待3-5min，开启耐高温气泵，同时开启烟气产生装置，二者运行5min后开启耐压泡沫储罐。
进一步地，步骤S5中，调整泡沫射流方向，使泡沫射流从丙烷燃烧板的入口侧喷入并从最远端的出口侧射出。
相对于现有技术，本发明提供的一种泡沫流体热稳定性测试装置及方法具有以下优势：
当前现有专利的泡沫热稳定性能测试装置在模拟火场高温环境下，仅能够测定泡沫在可燃液体表面上的静态热稳定性。本专利设计装置能够使产生的泡沫要经过高温区域再测定性能，而且能够将产生的热烟气导入泡沫产生装置的吸气口中，通过这两种方式来更好地模拟泡沫灭火剂在实际火灾场景中的泡沫产生和热影响。具体地，本发明能够在模拟火场高温条件下，测试灭火泡沫在泡沫产生、穿越火羽流以及到达燃烧表面的整个过程中受热、烟的影响情况，考察热辐射、烟气等对泡沫性能、灭火性能、抗烧性能以及泡沫结构等诸多参数的影响。还可进行常温条件下的冷态泡沫性能测定，对比考察泡沫灭火剂在灭火整个过程中受高温烟热的影响情况，为新型灭火剂产品的研发，以及灭火救援实战中泡沫灭火剂用量的计算提供重要的基础数据，取得了较好的技术效果。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明所述的泡沫流体热稳定性测试装置的整体结构示意图。
附图标记说明：
1.耐压泡沫储罐；2.空气压缩机；3.压力表；4.标准吸气式管枪；5.丙烷燃烧板；6.点火器；7.风门调整阀；8.丙烷气瓶；9.热电偶；10.补偿导线；11.数显记录仪；12.耐高温气泵；13.烟气产生装置；14.钢质油盘；15.抗烧罐；16.灭火泡沫发泡倍数测定装置；17.析液时间测定装置；18.动态泡沫分析仪。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
下面将结合实施例来详细说明本发明。
第一方面，参照图1，本发明提供了一种泡沫流体热稳定性测试装置，包括泡沫产生模块、热辐射模块、温度测量与控制模块、高温烟气产生模块、灭火性能测定模块以及泡沫性能测定模块；
泡沫产生模块包括耐压泡沫储罐1、空气压缩机2、压力表3以及标准吸气式管枪4，耐压泡沫储罐1通过耐压管路分别与空气压缩机2和标准吸气式管枪4的入口相连，压力表3设于耐压泡沫储罐1与标准吸气式管枪4之间；
热辐射模块包括左右对称放置的两块丙烷燃烧板5、丙烷气瓶8、风门调整阀7以及点火器6，丙烷燃烧板5与丙烷气瓶8相连，点火器6用于点燃丙烷气瓶8输出的丙烷，风门调整阀7设置在丙烷气管路上，位于丙烷气瓶8和丙烷燃烧板5之间，能够根据设定的加热温度调控丙烷燃烧板5的加热功率，两块丙烷燃烧板5之间的泡沫入口侧与标准吸气式管枪4的出口相邻；
温度测量与控制模块包括热电偶9、补偿导线10、数显记录仪11，热电偶9位于两块丙烷燃烧板5之间，并通过补偿导线10与数显记录仪11电性相连；
高温烟气产生模块包括通过不锈钢气体管路相连接的耐高温气泵12和烟气产生装置13，耐高温气泵12通过不锈钢气体管路与两块丙烷燃烧板5之间连通，烟气产生装置13通过不锈钢气体管路与标准管枪吸气口相连；
灭火性能测定模块包括钢质油盘14和抗烧罐15，抗烧罐15位于钢制油盘上，钢制油盘位于两块丙烷燃烧板5之间的出口侧；
泡沫性能测定模块包括灭火泡沫发泡倍数测定装置16、析液时间测定装置17和动态泡沫分析仪18，三者各自具有感应端。
更为优选地，标准吸气式管枪4的泡沫液流量为5L/min或11.4L/min。
更为优选地，丙烷燃烧板5宽度为20-30cm，长度为100-150cm，沿长度方向在两个燃烧板内侧中间均匀布置5只热电偶9。
更为优选地，耐高温气泵12的气体流量范围为45-150L/min。
更为优选地，灭火性能测定模块中钢质油盘14的尺寸为内径56.5cm，深度15cm，面积约为0.25m2。
更为优选地，钢质抗烧罐15为内径12cm，深度8cm的不锈钢抗烧罐15。
更为优选地，丙烷燃烧板5能够将环境温度加热到800℃以上。
第二方面，本发明提供了一种泡沫流体热稳定性测试方法，采用第一方面中所述的测试装置，包括如下步骤：
S1:配制待测定的泡沫溶液，并将泡沫溶液加入耐压泡沫储罐1中，打开空气压缩机2，将耐压泡沫储罐1加压至0.65MPa；
S2:向钢质油盘14中加入水，之后倒入120#溶剂油，油层厚度为2-5cm；
S3:打开丙烷气瓶8，用点火器6点燃丙烷燃烧板5，等待丙烷燃烧板5内部温度上升至设定温度；
S4:丙烷燃烧板5内部温度上升至设定温度后，打开烟气产生模块，耐高温气泵12将丙烷燃烧板5内的热空气导入烟气产生装置13，并将产生的热烟气导入泡沫产生模块的标准吸气式管枪4的吸气口处；
S5:开启耐压泡沫储罐1，产生灭火泡沫，泡沫射流通过两片丙烷燃烧板5的中间区域；
S6:点燃钢制油盘，预燃1min，油盘预燃结束后，使穿过丙烷燃烧板5的泡沫射流喷入钢制油盘中，开始计时，记录火焰熄灭所需时间，即为灭火时间；
S7:泡沫持续喷射3min后等待5min，将加有溶剂油的抗烧罐15放到油盘中间，开始计时，记录油盘表面25％的泡沫被烧破所需时间，即为抗烧时间；
S8:使用发泡倍数测定装置、析液时间测定装置17测定灭火泡沫的发泡倍数和析液时间，使用动态泡沫分析仪18分析泡沫的微观机构及其随时间的变化特征；
S9:重复步骤S1、S2、S5-S8，调整高温烟气产生模块的加热温度和烟气产生装置13的烟气密度，考察泡沫在不同高温烟热条件下的泡沫性能、灭火性能；
S10:重复步骤S1、S2、S5-S8，不开启高温烟气产生模块和加热装置，对比考察同一种泡沫在冷态条件下的泡沫性能、灭火性能。
更为优选地，步骤S4中，丙烷燃烧板5内部温度上升至设定温度后，等待3-5min，开启耐高温气泵12，同时开启烟气产生装置13，二者运行5min后开启耐压泡沫储罐1。
更为优选地，步骤S5中，调整泡沫射流方向，使泡沫射流从丙烷燃烧板5的入口侧喷入并从最远端的出口侧射出。
具体实施例如下：
实施例1
一种模拟高温热环境的泡沫性能综合测试装置，如图1所示，主要包括泡沫产生模块、热辐射模块、温度测量与控制模块、高温烟气产生模块、丙烷气瓶、灭火性能测定模块以及泡沫性能测定模块等。其中泡沫产生模块包括耐压泡沫储罐、空气压缩机、压力表以及标准吸气式管枪，通过耐压管路相连；热辐射模块包括左右对称放置的两块丙烷燃烧板，宽度为20cm，长度为150cm，以及点火器，燃烧板与丙烷气瓶相连，丙烷燃烧板为大功率加热器件，可在短时间内将装置内环境温度加热到800℃以上；风门调整阀设置在丙烷气管路上，位于丙烷气瓶和燃烧板之间，能够根据设定加热温度，调控装置的加热功率；温度测量与控制模块包括热电偶、补偿导线、数显记录仪，热电偶位于两块燃烧板之间，通过补偿导线与数显记录仪相连；高温烟气产生模块包括耐高温气泵、烟气产生装置，并通过不锈钢气体管路与热辐射模块，以及泡沫产生模块的标准管枪吸气口相连；灭火性能测定模块包括钢质油盘、抗烧罐，其中钢质油盘的尺寸为内径56.5cm，深度15cm，面积约为0.25m2，钢质抗烧罐尺寸为内径12cm，深度8cm的不锈钢抗烧罐，钢制油盘和抗烧罐紧靠丙烷燃烧板的短边侧；泡沫性能测定模块包括灭火泡沫发泡倍数测定装置、析液时间测定装置、动态泡沫分析仪。
本专利提供的模拟高温热环境的泡沫性能综合测试装置能够模拟火焰周围的高温环境，对泡沫产生、穿越火羽流、到达燃烧液体表面的整个过程中的各项性能指标进行综合测试。
泡沫性能综合测试分为五个阶段，第一阶段是准备阶段，第二阶段是高温烟热环境布置阶段，第三阶段是高温热态测试阶段，第四阶段是冷态测试阶段，第五阶段是结束整理阶段。在第一阶段，配置4L泡沫溶液，选择水成膜泡沫灭火剂的使用混合比为3％，将120ml泡沫液加入3880m l自来水中混合均匀，配制好泡沫溶液，向钢制油盘中加入加入一定量的水，加入120#溶剂油，厚度为3cm。在第二阶段，开启加热装置，调整热辐射板间温度为600℃，打开高温烟气产生模块，调整气泵的流量为50L/min，调整烟气产生装置的烟气密度在1.0kg/m3。在第三阶段，开启泡沫产生装置，吸入高温烟气后产生灭火泡沫，泡沫射流通过两片加热装置的中间区域；预燃油盘1min后施加泡沫灭火，记录灭火时间，灭火后放置抗烧罐，记录油盘表面25％的泡沫被烧破所需时间，即为抗烧时间；测量并记录发泡倍数、析液时间、泡沫微观结构及泡沫结构随时间的变化特征。在第四阶段，关闭加热装置，关闭高温烟气产生模块，待相关模块温度降至室温后，在冷态条件下重复第三阶段的泡沫性能测量，并对比冷热态条件下的各项泡沫性能指标差异。在第五阶段，关闭丙烷气瓶，关闭泡沫产生装置，清洗泡沫产生装置以及钢制油盘。
实施例2
一种模拟高温热环境的泡沫性能综合测试装置，如图1所示，主要包括泡沫产生模块、热辐射模块、温度测量与控制模块、高温烟气产生模块、丙烷气瓶、灭火性能测定模块以及泡沫性能测定模块等。其中泡沫产生模块包括耐压泡沫储罐、空气压缩机、压力表以及标准吸气式管枪，通过耐压管路相连；热辐射模块包括左右对称放置的两块丙烷燃烧板，宽度为30cm，长度为120cm，以及点火器，燃烧板与丙烷气瓶相连，丙烷燃烧板为大功率加热器件，可在短时间内将装置内环境温度加热到800℃以上；风门调整阀设置在丙烷气管路上，位于丙烷气瓶和燃烧板之间，能够根据设定加热温度，调控装置的加热功率；温度测量与控制模块包括热电偶、补偿导线、数显记录仪，热电偶位于两块燃烧板之间，通过补偿导线与数显记录仪相连；高温烟气产生模块包括耐高温气泵、烟气产生装置，并通过不锈钢气体管路与热辐射模块，以及泡沫产生模块的标准管枪吸气口相连；灭火性能测定模块包括钢质油盘、抗烧罐，其中钢质油盘的尺寸为内径56.5cm，深度15cm，面积约为0.25m2，钢质抗烧罐尺寸为内径12cm，深度8cm的不锈钢抗烧罐，钢制油盘和抗烧罐紧靠丙烷燃烧板的短边侧；泡沫性能测定模块包括灭火泡沫发泡倍数测定装置、析液时间测定装置、动态泡沫分析仪。
本专利提供的模拟高温热环境的泡沫性能综合测试装置能够模拟火焰周围的高温环境，对泡沫产生、穿越火羽流、到达燃烧液体表面的整个过程中的各项性能指标进行综合测试。
泡沫性能综合测试分为五个阶段，第一阶段是准备阶段，第二阶段是高温烟热环境布置阶段，第三阶段是高温热态测试阶段，第四阶段是冷态测试阶段，第五阶段是结束整理阶段。在第一阶段，配置4L泡沫溶液，选择抗溶水成膜泡沫灭火剂的使用混合比为6％，将240ml泡沫液加入3760ml自来水中混合均匀，向钢制油盘中加入加入一定量的水，加入120#溶剂油，厚度为5cm。在第二阶段，开启加热装置，调整热辐射板间温度为500℃，打开高温烟气产生模块，调整气泵的流量为100L/min，调整烟气产生装置的烟气密度在2.0kg/m3。在第三阶段，开启泡沫产生装置，吸入高温烟气后产生灭火泡沫，泡沫射流通过两片加热装置的中间区域；预燃油盘1min后施加泡沫灭火，记录灭火时间，灭火后放置抗烧罐，记录油盘表面25％的泡沫被烧破所需时间，即为抗烧时间；测量并记录发泡倍数、析液时间、泡沫微观结构及泡沫结构随时间的变化特征。在第四阶段，关闭加热装置，关闭高温烟气产生模块，待相关模块温度降至室温后，在冷态条件下重复第三阶段的泡沫性能测量，并对比冷热态条件下的各项泡沫性能指标差异。在第五阶段，关闭丙烷气瓶，关闭泡沫产生装置，清洗泡沫产生装置以及钢制油盘。
实施例3
一种模拟高温热环境的泡沫性能综合测试装置，如图1所示，主要包括泡沫产生模块、热辐射模块、温度测量与控制模块、高温烟气产生模块、丙烷气瓶、灭火性能测定模块以及泡沫性能测定模块等。其中泡沫产生模块包括耐压泡沫储罐、空气压缩机、压力表以及标准吸气式管枪，通过耐压管路相连；热辐射模块包括左右对称放置的两块丙烷燃烧板，宽度为25cm，长度为100cm，以及点火器，燃烧板与丙烷气瓶相连，丙烷燃烧板为大功率加热器件，可在短时间内将装置内环境温度加热到800℃以上；风门调整阀设置在丙烷气管路上，位于丙烷气瓶和燃烧板之间，能够根据设定加热温度，调控装置的加热功率；温度测量与控制模块包括热电偶、补偿导线、数显记录仪，热电偶位于两块燃烧板之间，通过补偿导线与数显记录仪相连；高温烟气产生模块包括耐高温气泵、烟气产生装置，并通过不锈钢气体管路与热辐射模块，以及泡沫产生模块的标准管枪吸气口相连；灭火性能测定模块包括钢质油盘、抗烧罐，其中钢质油盘的尺寸为内径56.5cm，深度15cm，面积约为0.25m2，钢质抗烧罐尺寸为内径12cm，深度8cm的不锈钢抗烧罐，钢制油盘和抗烧罐紧靠丙烷燃烧板的短边侧；泡沫性能测定模块包括灭火泡沫发泡倍数测定装置、析液时间测定装置、动态泡沫分析仪。
本专利提供的模拟高温热环境的泡沫性能综合测试装置能够模拟火焰周围的高温环境，对泡沫产生、穿越火羽流、到达燃烧液体表面的整个过程中的各项性能指标进行综合测试。
泡沫性能综合测试分为五个阶段，第一阶段是准备阶段，第二阶段是高温烟热环境布置阶段，第三阶段是高温热态测试阶段，第四阶段是冷态测试阶段，第五阶段是结束整理阶段。在第一阶段，配置4L泡沫溶液，选择氟蛋白泡沫灭火剂的使用混合比为6％，将240ml泡沫液加入3760ml自来水中混合均匀，向钢制油盘中加入加入一定量的水，加入120#溶剂油，厚度为6cm。在第二阶段，开启加热装置，调整热辐射板间温度为800℃，打开高温烟气产生模块，调整气泵的流量为80L/min，调整烟气产生装置的烟气密度在1.6kg/m3。在第三阶段，开启泡沫产生装置，吸入高温烟气后产生灭火泡沫，泡沫射流通过两片加热装置的中间区域；预燃油盘1min后施加泡沫灭火，记录灭火时间，灭火后放置抗烧罐，记录油盘表面25％的泡沫被烧破所需时间，即为抗烧时间；测量并记录发泡倍数、析液时间、泡沫微观结构及泡沫结构随时间的变化特征。在第四阶段，关闭加热装置，关闭高温烟气产生模块，待相关模块温度降至室温后，在冷态条件下重复第三阶段的泡沫性能测量，并对比冷热态条件下的各项泡沫性能指标差异。在第五阶段，关闭丙烷气瓶，关闭泡沫产生装置，清洗泡沫产生装置以及钢制油盘。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种泡沫流体热稳定性测试装置，其特征在于：包括泡沫产生模块、热辐射模块、温度测量与控制模块、高温烟气产生模块、灭火性能测定模块以及泡沫性能测定模块；
泡沫产生模块包括耐压泡沫储罐、空气压缩机、压力表以及标准吸气式管枪，耐压泡沫储罐通过耐压管路分别与空气压缩机和标准吸气式管枪的入口相连，压力表设于耐压泡沫储罐与标准吸气式管枪之间；
热辐射模块包括左右对称放置的两块丙烷燃烧板、丙烷气瓶、风门调整阀以及点火器，丙烷燃烧板与丙烷气瓶相连，点火器用于点燃丙烷气瓶输出的丙烷，风门调整阀设置在丙烷气管路上，位于丙烷气瓶和丙烷燃烧板之间，能够根据设定的加热温度调控丙烷燃烧板的加热功率，两块丙烷燃烧板之间的泡沫入口侧与标准吸气式管枪的出口相邻；
温度测量与控制模块包括热电偶、补偿导线、数显记录仪，热电偶位于两块丙烷燃烧板之间，并通过补偿导线与数显记录仪电性相连；
高温烟气产生模块包括通过不锈钢气体管路相连接的耐高温气泵和烟气产生装置，耐高温气泵通过不锈钢气体管路与两块丙烷燃烧板之间连通，烟气产生装置通过不锈钢气体管路与标准管枪吸气口相连；
灭火性能测定模块包括钢质油盘和抗烧罐，抗烧罐位于钢制油盘上，钢制油盘位于两块丙烷燃烧板之间的出口侧；
泡沫性能测定模块包括灭火泡沫发泡倍数测定装置、析液时间测定装置和动态泡沫分析仪，三者各自具有感应端。
2.根据权利要求1所述的泡沫流体热稳定性测试装置，其特征在于，标准吸气式管枪的泡沫液流量为5L/min或11.4L/min。
3.根据权利要求1所述的泡沫流体热稳定性测试装置，其特征在于：丙烷燃烧板宽度为20-30cm，长度为100-150cm，沿长度方向在两个燃烧板内侧中间均匀布置5只热电偶。
4.根据权利要求1所述的泡沫流体热稳定性测试装置，其特征在于：耐高温气泵的气体流量范围为45-150L/min。
5.根据权利要求1所述的泡沫流体热稳定性测试装置，其特征在于：灭火性能测定模块中钢质油盘的尺寸为内径56.5cm，深度15cm，面积约为0.25m2。
6.根据权利要求1所述的泡沫流体热稳定性测试装置，其特征在于：钢质抗烧罐为内径12cm，深度8cm的不锈钢抗烧罐。
7.根据权利要求1所述的泡沫流体热稳定性测试装置，其特征在于：丙烷燃烧板能够将环境温度加热到800℃以上。
8.一种泡沫流体热稳定性测试方法，其特征在于，采用权利要求1-7任一项所述的测试装置，包括如下步骤：
S1:配制待测定的泡沫溶液，并将泡沫溶液加入耐压泡沫储罐中，打开空气压缩机，将耐压泡沫储罐加压至0.65MPa；
S2:向钢质油盘中加入水，之后倒入120#溶剂油，油层厚度为2-5cm；
S3:打开丙烷气瓶，用点火器点燃丙烷燃烧板，等待丙烷燃烧板内部温度上升至设定温度；
S4:丙烷燃烧板内部温度上升至设定温度后，打开烟气产生模块，耐高温气泵将丙烷燃烧板内的热空气导入烟气产生装置，并将产生的热烟气导入泡沫产生模块的标准吸气式管枪的吸气口处；
S5:开启耐压泡沫储罐，产生灭火泡沫，泡沫射流通过两片丙烷燃烧板的中间区域；
S6:点燃钢制油盘，预燃1min，油盘预燃结束后，使穿过丙烷燃烧板的泡沫射流喷入钢制油盘中，开始计时，记录火焰熄灭所需时间，即为灭火时间；
S7:泡沫持续喷射3min后等待5min，将加有溶剂油的抗烧罐放到油盘中间，开始计时，记录油盘表面25％的泡沫被烧破所需时间，即为抗烧时间；
S8:使用发泡倍数测定装置、析液时间测定装置测定灭火泡沫的发泡倍数和析液时间，使用动态泡沫分析仪分析泡沫的微观机构及其随时间的变化特征；
S9:重复步骤S1、S2、S5-S8，调整高温烟气产生模块的加热温度和烟气产生装置的烟气密度，考察泡沫在不同高温烟热条件下的泡沫性能、灭火性能；
S10:重复步骤S1、S2、S5-S8，不开启高温烟气产生模块和加热装置，对比考察同一种泡沫在冷态条件下的泡沫性能、灭火性能。
9.根据权利要求8所述的泡沫流体热稳定性测试方法，其特征在于，步骤S4中，丙烷燃烧板内部温度上升至设定温度后，等待3-5min，开启耐高温气泵，同时开启烟气产生装置，二者运行5min后开启耐压泡沫储罐。
10.根据权利要求8所述的泡沫流体热稳定性测试方法，其特征在于，步骤S5中，调整泡沫射流方向，使泡沫射流从丙烷燃烧板的入口侧喷入并从最远端的出口侧射出。
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| CN202310427023.XA CN116399896A (zh) | 2023-04-20 | 2023-04-20 | 泡沫流体热稳定性测试装置及方法 |
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| CN116399896A true CN116399896A (zh) | 2023-07-07 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117571768A (zh) * | 2023-11-15 | 2024-02-20 | 中国矿业大学(北京) | 一种对流与辐射耦合的泡沫热稳定性测试及复燃装置 |
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2023
- 2023-04-20 CN CN202310427023.XA patent/CN116399896A/zh active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117571768A (zh) * | 2023-11-15 | 2024-02-20 | 中国矿业大学(北京) | 一种对流与辐射耦合的泡沫热稳定性测试及复燃装置 |
| CN117571768B (zh) * | 2023-11-15 | 2024-05-17 | 中国矿业大学(北京) | 一种对流与辐射耦合的泡沫热稳定性测试及复燃装置 |
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