CN2462382Y

CN2462382Y - 热辐射式火灾特性试验台

Info

Publication number: CN2462382Y
Application number: CN 01217083
Authority: CN
Inventors: 杨立中; 邓志华; 陈晓军; 范维澄; 王清安
Original assignee: University of Science and Technology of China USTC
Current assignee: University of Science and Technology of China USTC
Priority date: 2001-01-08
Filing date: 2001-01-08
Publication date: 2001-11-28
Anticipated expiration: 2011-01-08

Abstract

本实用新型涉及一种灾害燃烧试验装置。整个试验台包括升降台4、工作台7、自动天平5、热辐射源9、框架10、集烟罩11、烟道13、风机17等,并相应安装各种所需的测试探头及测试仪。试样置于工作台上,通过热辐射源的照射将其引燃。它可以产生较大功率的燃烧,以模拟真实火灾环境、并能对其燃烧过程进行数据采集和记录。

Description

热辐射式火灾特性试验台

本实用新型涉及一种灾害燃烧试验装置。

热辐射是灾害性燃烧(即火灾)过程中最主要的热量传递方式。为了防止和阻止火灾的发生及发展，人们迫切需要掌握热辐射对可燃烧物所能造成的危害程度，例如：针对某种可燃烧物，多大的热辐射量能够引起燃烧、燃烧过程如何发展、燃烧所产生的气体和残渣有何特性，等等。但是，目前尚未见到能够模拟火灾中的热辐射并对其引起的燃烧过程进行试验的装置。

本实用新型的目的在于提供一种能够进行上述试验的热辐射式火灾特性试验台。

本实用新型的解决方案如下：整个试验台包括升降台、工作台、自动天平、热辐射源、框架、集烟罩、烟道、风机等，升降台安装在底座上，自动天平置于升降台上，工作台则置于自动天平上，工作台的台面与自动天平之间采用隔热层隔离，热辐射源位于工作台的上方，安装在框架上，集烟罩位于整个试验台的上部，与烟道相连，烟道中设置风机，在集烟罩或烟道上开设至少一个测试取样孔，孔中安装测试探头。

从结构示意图中可以看出：升降台通过立柱安装在底座上，立柱可为一根、两根、三根或更多，只要能将升降台平稳支撑即可；在立柱上可采用丝杠或导轨、滑杆等结构、配合千斤顶进行升降，也可采用适当的液压机构；立柱上还可设有微调螺母，以调整升降台的水平；自动天平置于升降台上，其数据输出接口可引出到数据记录仪或计算机的串行口上，以进行数据的记录或处理；工作台则整个置于自动天平上，使得工作台上放置的试样可以随升降台一起上下移动、并通过自动天平动态地称量其重量；工作台的台面与自动天平之间采用耐火砖层、石棉或其它耐火纤维等阻燃物作隔热层进行隔热，以保护自动天平不受辐射和燃烧的影响；热辐射源位于工作台的上方，以电阻丝、石英管等作为发热体，可采用平面炉体，如：对开式、整体式；安装方式为可移开式的固定，以便在必要时将炉体从升降台的上方移开、避免对燃烧所产生的气体(以下简称烟气)的排放造成影响，如：单侧铰链固定、相对侧用牵引绳带动进行变角度的开合定位，或双侧导轨固定、相交侧用牵引绳带动进行平移的开合定位，或其它可靠的移开方式；热辐射源的周围也可设置一些隔热层，以降低对外界的辐射，亦可视需要撤除之；集烟罩位于整个试验台的上部，将其下方的升降台、工作台、自动天平、热辐射源等整个罩在其中，集烟罩与烟道相连，以对烟气进行收集和排放；在烟道中合适的位置(如出口处或进口处或拐弯处)设置风机，以对烟气产生抽吸作用、利于收集和排放，并且通过调节风机功率可改变试验的排烟条件、以模拟不同通风条件下的情景；集烟罩及热辐射源、升降台、工作台的形状可以一致或不一致，方形或圆形或其它形状均可；在集烟罩或烟道上开设至少一个测试取样孔，孔中安装所需的测试探头，如温度、湿度、浓度、成分、流速、流量等，测试探头与相应的测试仪、记录仪或计算机相连，以获得烟气温度等参数；工作台上亦可安装温度测试探头，与相应的测试仪、记录仪或计算机相连，可以获得试样表面温度的变化情况；工作台侧向的适当位置上可安装热像仪，如：安装在工作台旁与其台面高度相当的框架上或另设的支架上，与工作台之间相隔一段安全的距离(避免烧毁)，以对燃烧火焰的形状和结构等进行动态成像。此外，还可视情况所需，设置、安装其它的测试用探头及仪器。风机、自动天平和热像仪、温度等测试探头及测试仪或其它的测试用探头及仪器均可采用现有的产品。

本实用新型的工作过程为：将待试验的可燃烧物置于工作台的台面上，开启热辐射源对其加热，使试样达到其可燃温度，进行完全充分的、较大功率(大于100KW)的燃烧过程，利用自动天平、热像仪、各种测试探头及测试仪等对整个过程的有关参数进行记录。试验过程中可以通过调节升降台的高低、热辐射源的功率以及风机功率的大小等，以模拟各种自然条件下的燃烧情景。

本实用新型提供了一种可以进行较大功率的燃烧以模拟真实火灾环境、并能对其燃烧过程进行数据采集和记录，且能够人为控制实验环境和实验条件的装置，填补了灾害燃烧试验装置方面的一个空白。通过对其记录的数据进行分析，可以得到诸如试样表面热辐射温升曲线、点燃温度和时间、炭化速率、重量变化、火焰面积与形状、烟气的温度/浓度/成分或其它的变化等。利用该装置，可以进行许多有关灾害燃烧方面的研究，例如：①模拟火灾环境中的热辐射引燃的试验研究；②木材、高聚物等的热解及火焰在固体面上传播的机理研究；烟气的产生机理、速率及毒性的研究；④火灾早期动力学演化的物理化学特征的研究；⑤阻燃材料的性能测试；等等。

附图1为试验台总体结构示意图。

附图2为热辐射源结构示意图。

本实用新型的实施例如下：立柱1为四根，其高度为400mm，通过紧固件安装在底座上，立柱采用丝杆机构、配合16000kg的千斤顶2进行升降，并通过微调螺母3调整升降台的水平；升降台4的面积大小为650mm×650mm；自动天平5的型号为LP3400P，平稳地放置在升降台的台面上；工作台7则安放在电子天平的秤盘面上，其台面大小为500mm×500mm，燃烧的试样置于其上；工作台的台面与自动天平之间采用的隔热层6由耐火砖加不锈钢板构成、厚40mm、通过支撑固定在升降台上，以避免燃烧对自动天平的读数产生影响；热辐射源9固定在升降台外围所设置的框架10的上部，以电阻丝15作为发热体，排列在用以固定其位置的炉体16上，炉体采用平面对开式，其固定方式为铰接式单臂梁，即：单侧铰链14固定、相对侧用牵引绳8带动进行变角度的开合定位，使其可以在90°范围内任意旋转，炉体与升降台的台面之间的距离为400～1000mm(可调)，功率在0～110kw(可调)，发热面为450mm×450mm，其最高工作温度可达1100℃；在位于热辐射源周围的框架处悬挂用耐火纤维(石棉)制作的隔热层；集烟罩11安装在框架的上方，与烟道13相连，集烟罩开口为1600mm×1600mm；烟道直径300mm，在烟道的拐弯处设置风机17，其型号为A-72型、功率22KW；在烟道上开设了五个测试取样孔12，孔中分别安装了热电偶和压差传感器计，其型号为镍铬镍硅和HZ222205；工作台上亦安装了镍铬镍硅热电偶；热电偶测试仪为HP高速数据采集器。还利用红外热像仪对整个实验过程进行热成像，其型号为Tvs2000。试验台中的升降台及立柱、工作台、集烟罩、烟道、框架等构件均采用金属材料如不锈钢的型材和板材焊接。

Claims

1．一种热辐射式火灾特性试验台，其特征在于整个试验台包括升降台(4)、工作台(7)、自动天平(5)、热辐射源(9)、框架(10)、集烟罩(11)、烟道(13)、风机(17)等，升降台安装在底座上，自动天平置于升降台上，工作台则置于自动天平上，工作台的台面与自动天平之间采用隔热层隔离，热辐射源位于工作台的上方，安装在框架上，集烟罩位于整个试验台的上部，与烟道相连，烟道中设置风机，在集烟罩或烟道上开设至少一个测试取样孔，孔中安装测试探头。