CN205317709U - 一种熔体流淌火灾试验装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种熔体流淌火灾试验装置，包括称重系统、温度场测量系统、火焰面积和高度测试系统、烟气分析系统、试验过程现象记录系统、支架和试样容器和电脑。本实用新型的有益效果是：整个燃烧过程中，电脑可以自动存储试样的质量变化和试样四周的温度场的变化；底板和隔热层均可随时更换，大大增加装置的实用性；各个系统相对独立，又可协同工作；操作简单，成本低廉。通过熔体流动、约束熔体流动两种情形下的测试结果，可分析熔体流动对火灾燃烧危害的影响，据此确定是否设置围堰等约束熔体流动的防火策略。即本实用新型提供一种测试熔体流动时的火灾危害的方法和装置，提供一种评估熔体流动对火灾危害影响的方法，据此设计防火工程。
Description
技术领域
本专利涉及材料燃烧性能测试领域，尤其是火灾条件下发生熔融软化、熔体流动的情形，测定熔体流动时的火灾危险性，评估熔体流动对材料燃烧速率的影响，为火灾防范提供技术指导，特别涉及一种熔体流淌火灾试验装置及其试验方法。
背景技术
现有很多评估材料火灾危险性的测试方法及装置，小尺寸实验如锥形量热仪、水平和垂直燃烧、热重分析等实验方法，但这些测试方法及装置中样品较小，或被约束在样品盒内，无法评估熔体流动时的火灾危险性及熔体流动对火灾的影响。若熔体流动对火灾燃烧速率影响很大，则实际应用中应约束熔体的流动以降低火灾危害。
发明内容
本发明针对火灾中出现熔体流动现象的材料，提出一种评估该类材料火灾危害的方法及装置，可测试熔体流动及流动受约束时的燃烧速率，对比分析熔体流动对燃烧的影响，为材料防火设计提供支撑。
为实现上述目的，本发明提供一种技术方案：一种熔体流淌火灾试验装置，包括称重系统、温度场测量系统、火焰面积和高度测试系统、烟气分析系统、试验过程现象记录系统、支架和试样容器11和电脑7；
所述支架包括横板2和和位于横板2一端的立板5；
所述试样容器11设置在所述横板2的上方或者所述立板5的内侧面；
所述称重系统包括电子秤1、所述电子秤1设置于横板2下侧，所述电子秤1与所述电脑7相连，通过软件实时记录样品质量；
所述温度场测量系统包括热电偶8，热电偶8通过数据收集器与电脑7相连，以实时记录温度场数据；
所述火焰面积和高度测试系统包括设置在所述横板2上侧的横面隔热层3、设置在所述立板5内侧的立面隔热层15和设置在所述横面隔热层3上方的底板4；
所述烟气分析系统包括烟气分析仪9和电脑7，所述烟气分析仪9的探头处于试样容器11上方，烟气分析仪9与电脑7连接，经软件可实时记录烟气成分数据。
横面隔热层（3）和立面隔热层（15）为石膏板、耐火砖、隔热棉、防火棉中的一种。
所述试验过程现象记录系统10为数码相机、摄像机、红外摄像仪的一种或几种，位于试样容器11的一侧。
所述热电偶8布置于试样容器11的上方和/或四周，可记录固相表面、气相温度。
底板4的上端面上设有标尺或网格，可据此确定燃烧过程中流淌熔体的面积、池火燃烧的面积；并且底板4可以更换，以测定试样在不同铺地材料4上的燃烧情况；立面隔热层15的内侧面上设置有标尺刻度或网格，以便确定火焰高度、火焰尺寸。
所述试样容器11为能让熔融体流出的钢质纱网容器，或不让熔体流出的铝箔盒或钢盒。通过对比两种样品盒中样品的燃烧数据，可评估熔体流淌的火灾危险。
所述横板2与所述电子秤1之间四个角部设置有高度调节螺栓6，所述高度调节螺栓6与所述横板2螺纹连接。
所述横板2和所述立板5垂直
所述横板2与所述立板5通过铰链12铰接，所述立板5的两侧设置可伸缩的支撑杆13。
所述支架一侧设置有风扇14。
所述整个框架为木质、铝合金或钢质，可分别模拟样品在地面、地面与墙面交界、墙角、里面，斜面等位置燃烧的情形。
本实用新型的优点在于：整个燃烧过程中，电脑可以自动存储试样的质量变化和试样四周的温度场的变化；底板4和隔热层3均可随时更换，大大增加装置的实用性；各个系统相对独立，又可协同工作；操作简单，成本低廉。通过熔体流动、约束熔体流动两种情形下的测试结果，可分析熔体流动对火灾燃烧危害的影响，据此确定是否设置围堰等约束熔体流动的防火策略。即本发明提供一种测试熔体流动时的火灾危害的方法和装置，提供一种评估熔体流动对火灾危害影响的方法，据此设计防火工程。
附图说明
图1为一种熔体流淌火灾试验装置实施例1的结构示意图；
图2为一种熔体流淌火灾试验装置实施例2的结构示意图；
图3为一种熔体流淌火灾试验装置实施例3的结构示意图；
图4为一种熔体流淌火灾试验装置实施例4的结构示意图；
图5为一种熔体流淌火灾试验装置实施例5的结构示意图；
图6为SBR质量剩余曲线；
图7为在试样正上方200mm处温度曲线。
其中，附图标记为：1、电子秤；2、横板；3、横面隔热层；4、底板；5、立板；6、高度调节螺栓；7、电脑；8、热电偶；9、烟气分析仪；10、试验过程现象记录系统；11、试样容器；12、铰链；13、支撑杆；14、风扇；15、立面隔热层。
具体实施方式
针对现有的方法无法有效测试熔体流动时的火灾危害的方法和装置的问题，本发明提供一种熔体流淌火灾试验装置及其试验方法。
实施例1
一种熔体流淌火灾试验装置，包括称重系统、温度场测量系统、火焰面积和高度测试系统、烟气分析系统、试验过程现象记录系统、支架和试样容器11和电脑7；
其中支架包括横板2和和位于横板2一端的立板5；
其中，试样容器11设置在所述横板2的上方；
称重系统包括电子秤1、所述电子秤1设置于横板2下侧，所述电子秤1与所述电脑7相连，通过软件实时记录样品质量；
温度场测量系统包括热电偶8，热电偶8通过数据收集器与电脑7相连，以实时记录温度场数据；
火焰面积和高度测试系统包括设置在所述横板2上侧的横面隔热层3、设置在所述立板5内侧的立面隔热层15和设置在所述横面隔热层3上方的底板4；
烟气分析系统包括烟气分析仪9和电脑7，所述烟气分析仪9的探头处于试样容器11上方，烟气分析仪9与电脑7连接，经软件可实时记录烟气成分数据。
横面隔热层（3）和立面隔热层（15）为石膏板。
试验过程现象记录系统10为摄像机，位于试样容器11的一侧，与立板5对立。
热电偶8布置于试样容器11的上方，可记录固相表面、气相温度。
底板4上端面上设有标尺或网格，可据此确定燃烧过程中流淌熔体的面积、池火燃烧的面积；并且底板4可以更换，以测定试样在不同铺地材料4上的燃烧情况；立板5侧面设置的立面隔热层15的内侧面上设置有标尺刻度或网格，以便确定火焰高度、火焰尺寸。
试样容器11为能让熔融体流出的钢质纱网容器、不让熔体流出的铝箔盒或钢盒。通过对比两种样品盒中样品的燃烧数据，可评估熔体流淌的火灾危险。
横板2和立板5垂直
实施例2
参见图2，在实施例1的基础上，为了测试不同位置熔体流淌火灾数据，试样容器11固定于立板5上，设置于立板5的内侧面；
热电偶8布置于试样容器11的四周，可记录固相表面、气相温度。
试验过程现象记录系统10为数码相机，处于燃烧装置的前方。
实施例3
参见图3在实施例1的基础上，为了测试倾斜坡度上熔体流淌的火灾数据，在横板2与电子秤1间四个角部设置有高度调节螺栓6，高度调节螺栓6与所述横板2螺纹连接。
通过调整其中一侧或其中一端的两个高度调节螺栓6的高度，将横板2的一侧或一端垫高，能够形成一个斜坡。
如果试样容器11固定于立板5上，设置于立板5的内侧面下端时，也可以通过调整高度调节螺栓6让立板倾斜，进行测试。
实施例4
参见图4，在实施例2的基础上，为了测试不同角度的立板5上熔体流淌的火灾数据，将横板2与立板5通过铰链12铰接，立板5的两侧设置可伸缩的支撑杆13，这样可以将立板设置与水平面不同的角度。
实施例5
参见图5，在实施例1的基础上，在支架的一侧设置有风扇14，可以测试不同风向，风速对熔体流淌影响。
另外，试验过程现象记录系统10也可以为红外摄像仪，处于燃烧装置的前方。横面隔热层3和立面隔热层15除了石膏板也可以是耐火砖、隔热棉、防火棉等等导热系数低的耐火材料。
使用时，试样容器11的尺寸为100mm*100mm*60mm。试样容器11为钢质纱网样品盒和铝箔盒，其中纱网规格为10目，金属丝的直径为0.3mm，所用铝箔厚度为0.1mm。
丁苯胶（SBR）购自于中国吉林石化有限公司，用刀片将其切割成100mm*100mm*50mm的块状样品。点火源为向下的本生灯火焰，火焰长度180mm，施焰时间为20s。开始施焰的同时采用电子天平实时记录试样质量。进行了2组实验，见表1。
表1四组测试的主要相关信息
| 实验 | 形状 | 质量(g) | 样品盒 | 熔体流淌 | 燃烧时间(s) | 质量损失速率(g/s) |
| 1 | 块状 | 470 | 纱网 | 是 | 1275 | 0.37 |
| 2 | 块状 | 470 | 铝箔 | 否 | 3230 | 0.14 |
图6表明无熔体流淌时的质量剩余曲线接近直线。表1中列出的详细的数据表明，发生熔体流淌时的样品燃烧速率是不发生熔体流淌时的两倍多。
图7所示的气相温度表明熔体流淌时SBR的燃烧火焰温度高于无熔体流淌时的。
由此可知，SBR发生熔体流淌时火灾危害大，防火设计应设置围堰等约束其熔体流动。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，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)
1.一种熔体流淌火灾试验装置，其特征在于，包括称重系统、温度场测量系统、火焰面积和高度测试系统、烟气分析系统、试验过程现象记录系统、支架、试样容器（11）和电脑（7）；
所述支架包括横板（2）和位于横板（2）一端的立板（5），
所述试样容器（11）设置在所述横板（2）的上方或者所述立板（5）的内侧面；
所述称重系统包括电子秤（1），所述电子秤（1）设置于横板（2）下侧，所述电子秤（1）与所述电脑（7）相连；
所述温度场测量系统包括热电偶（8），所述热电偶（8）通过数据收集器与所述电脑（7）相连；
所述火焰面积和高度测试系统包括设置在所述横板（2）上侧的横面隔热层（3)、设置在所述立板（5）内侧的立面隔热层（15）和设置在所述横面隔热层（3）上方的底板（4）；
所述烟气分析系统包括烟气分析仪（9），所述烟气分析仪（9）的探头处于所述试样容器（11）上方，所述烟气分析仪（9）与所述电脑（7）连接。
2.如权利要求1所述熔体流淌火灾试验装置，其特征在于，所述横面隔热层（3）和立面隔热层（15）为石膏板、耐火砖、隔热棉、防火棉中的一种。
3.如权利要求1所述熔体流淌火灾试验装置，其特征在于：所述试验过程现象记录系统（10）为数码相机、摄像机、红外摄像仪的一种或几种，位于试样容器（11）的一侧。
4.如权利要求1所述熔体流淌火灾试验装置，其特征在于：所述热电偶（8）布置于试样容器（11）的上方和/或四周。
5.如权利要求1所述熔体流淌火灾试验装置，其特征在于：所述底板（4）的上端面上和所述立面隔热层（15）的内侧面上设有标尺或网格。
6.如权利要求1所述熔体流淌火灾试验装置，其特征在于：所述试样容器（11）为钢质纱网容器、铝箔盒或钢盒。
7.如权利要求1所述熔体流淌火灾试验装置，其特征在于：所述横板（2）与所述电子秤（1）之间四个角部设置有高度调节螺栓（6），所述高度调节螺栓（6）与所述横板（2）螺纹连接。
8.如权利要求1所述熔体流淌火灾试验装置，其特征在于：所述横板（2）和所述立板（5）垂直。
9.如权利要求1所述熔体流淌火灾试验装置，其特征在于：所述横板（2）与所述立板（5）通过铰链（12）铰接，所述立板（5）的两侧设置可伸缩的支撑杆（13）。
10.如权利要求1所述熔体流淌火灾试验装置，其特征在于：所述支架一侧设置有风扇（14）。
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