RU186281U1 - Устройство для измерения токсических факторов термического разложения веществ - Google Patents

Устройство для измерения токсических факторов термического разложения веществ Download PDF

Info

Publication number
RU186281U1
RU186281U1 RU2018122417U RU2018122417U RU186281U1 RU 186281 U1 RU186281 U1 RU 186281U1 RU 2018122417 U RU2018122417 U RU 2018122417U RU 2018122417 U RU2018122417 U RU 2018122417U RU 186281 U1 RU186281 U1 RU 186281U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gas
combustion chamber
outlet
measuring
sample
Prior art date
Application number
RU2018122417U
Other languages
English (en)
Inventor
Юрий Геннадьевич Фоминых
Сергей Викторович Пузач
Александр Владимирович Анисимов
Original Assignee
федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Российский университет дружбы народов" (РУДН)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Российский университет дружбы народов" (РУДН) filed Critical федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Российский университет дружбы народов" (РУДН)
Priority to RU2018122417U priority Critical patent/RU186281U1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU186281U1 publication Critical patent/RU186281U1/ru

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N25/00Investigating or analyzing materials by the use of thermal means
    • G01N25/20Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating the development of heat, i.e. calorimetry, e.g. by measuring specific heat, by measuring thermal conductivity
    • G01N25/22Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating the development of heat, i.e. calorimetry, e.g. by measuring specific heat, by measuring thermal conductivity on combustion or catalytic oxidation, e.g. of components of gas mixtures
    • G01N25/24Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating the development of heat, i.e. calorimetry, e.g. by measuring specific heat, by measuring thermal conductivity on combustion or catalytic oxidation, e.g. of components of gas mixtures using combustion tubes, e.g. for microanalysis
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N25/00Investigating or analyzing materials by the use of thermal means
    • G01N25/20Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating the development of heat, i.e. calorimetry, e.g. by measuring specific heat, by measuring thermal conductivity
    • G01N25/22Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating the development of heat, i.e. calorimetry, e.g. by measuring specific heat, by measuring thermal conductivity on combustion or catalytic oxidation, e.g. of components of gas mixtures
    • G01N25/28Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating the development of heat, i.e. calorimetry, e.g. by measuring specific heat, by measuring thermal conductivity on combustion or catalytic oxidation, e.g. of components of gas mixtures the rise in temperature of the gases resulting from combustion being measured directly
    • G01N25/38Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating the development of heat, i.e. calorimetry, e.g. by measuring specific heat, by measuring thermal conductivity on combustion or catalytic oxidation, e.g. of components of gas mixtures the rise in temperature of the gases resulting from combustion being measured directly using the melting or combustion of a solid
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N31/00Investigating or analysing non-biological materials by the use of the chemical methods specified in the subgroup; Apparatus specially adapted for such methods
    • G01N31/12Investigating or analysing non-biological materials by the use of the chemical methods specified in the subgroup; Apparatus specially adapted for such methods using combustion

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Non-Biological Materials By The Use Of Chemical Means (AREA)

Abstract

Полезная модель относится к измерительной технике и предназначена для измерения токсических факторов термического разложения веществ, создающих опасность для человека при пожаре. С помощью данной установки можно изучать скорость выделения токсичных веществ из исследуемого материала в зависимости от температуры образца и доступа кислорода, скорость понижения концентрации кислорода и итоговую задымленность, получаемую при сгорании образца. Заявлено устройство для измерения токсических факторов термического разложения веществ, которое включает в себя камеру сгорания (1), держатель образца (2), термопару для измерения температуры образца (5). Причем держатель образца (2) установлен на электронные весы (3) для измерения скорости потери массы образца и имеет выемку для удержания вещества в случае плавления. В камере сгорания (1) установлен круговой инфракрасный нагревательный элемент (4) с возможностью замены инфракрасного нагревателя на газовую горелку для веществ с высокими показателями отражения. На выходе из камеры сгорания (1) установлен вентилятор (6) для перемешивания газовоздушной среды. Вывод газовоздушной среды из камеры сгорания представляет из себя трубу круглого сечения, в которой по центру установлены последовательно: термопара (7) для измерения температуры выходящего газа, водный охладитель (8), имеющий форму двух групп параллельных плоскостей, пересеченных под углом 90 градусов, который также преобразует течение газа в ламинарное, лазер (9) для измерения прозрачности среды, термопара (10), измеряющая температуру газа на выходе из охладителя, измеритель скорости потока (11), трубка для вывода газа на хроматограф (12). На выходе из газоотвода установлен блок перенаправления потока (13), имеющий два состояния: вывод газовоздушной смеси из установки (открытый контур) и подача в камеру сгорания обратно через блок (14) (закрытый контур), который имеет также два состояния: это подача газа в камеру сгорания (1) от блока перенаправления потока (13) (закрытый контур) и забор воздуха в установку через шибер (15) (открытый контур). Технический результат – сокращение времени исследования образца. 1 ил.

Description

Полезная модель относится к измерительной технике и предназначена для измерения токсических факторов термического разложения веществ, создающих опасность для человека при пожаре. С помощью данной установки можно изучать скорость выделения токсичных веществ из исследуемого материала в зависимости от температуры образца и доступа кислорода, скорость понижения концентрации кислорода и итоговую задымленность, получаемую при сгорании образца.
Известен комплекс для исследования процессов терморазложения неметаллического материала [патент России №RU134650U1, дата публикации 20.11.2013 г.]. Данный комплекс содержит печь для разложения образца материала с температурным блоком для контроля и программируемого задания изменения температуры внутри печи, пробоотборник для сбора газообразных продуктов разложения и блоки аппаратуры для управления газовыми потоками и анализа продуктов разложения, термоанализатор и блок улавливания конденсированных продуктов разложения, установленный между печью и пробоотборником для сбора газообразных продуктов разложения. Блок улавливания конденсированных продуктов разложения состоит из установленных последовательно сепараторов для улавливания высокотемпературной и низкотемпературной конденсированных фракций, с возможностью регулирования температуры термостатирования сепараторов. Внутри печи установлены, как минимум, два датчика для измерения температуры внутри образца и вне образца или на его поверхности. Для определения удельного теплового эффекта терморазложения комплекс содержит калориметр. Комплекс может быть снабжен датчиком для контроля давления и средствами для регулирования атмосферы внутри печи и рабочей камеры. Данный комплекс выбран в качестве ближайшего аналога. Комплекс имеют большую технологическую сложность и необоснованно большое количество измеряемых параметров, которые не имеют значения для пожарной безопасности.
Заявляемая полезная модель предназначена для сбора информации о токсических факторах термического разложения веществ, исследования их на предмет опасности выброса токсичных веществ, выгорания кислорода и изменения видимости при пожарах по упрощенной схеме, позволяющей исследовать большее количество веществ за меньшее время.
Технический результат сокращение времени (ускорение) исследования одного образца.
Устройство для измерения токсических факторов термического разложения веществ включает в себя камеру сгорания (1), держатель образца (2), термопару для измерения температуры образца (5), отличающееся тем, что держатель образца (2) установлен на электронные весы (3) для измерения скорости потери массы образца и имеет выемку для удержания вещества в случае плавления, в камере сгорания (1) установлен круговой инфракрасный нагревательный элемент (4) с возможностью замены инфракрасного нагревателя на газовую горелку для веществ с высокими показателями отражения, на выходе из камеры сгорания (1) установлен вентилятор (6) для перемешивания газовоздушной среды, вывод газовоздушной среды из камеры сгорания представляет из себя трубу круглого сечения, в которой по центру установлены последовательно: термопара (7) для измерения температуры выходящего газа, водный охладитель (8), имеющий форму двух групп параллельных плоскостей, пересеченных под углом 90 градусов, который также преобразует течение газа в ламинарное, лазер (9) для измерения прозрачности среды, термопара (10), измеряющая температуру газа на выходе из охладителя, измеритель скорости потока (11), трубка для вывода газа на хроматограф (12), на выходе из газоотвода установлен блок перенаправления потока (13), имеющий два состояния: вывод газовоздушной смеси из установки (открытый контур) и подача в камеру сгорания обратно через блок (14) (закрытый контур), который имеет также два состояния: это подача газа в камеру сгорания (1) от блока перенаправления потока (13) (закрытый контур) и забор воздуха в установку через шибер (15) (открытый контур).
Движение газовоздушных потоков в установке стимулируется конвекцией, которая особенно выражена в замкнутом контуре при включенном охладителе (8). Блок перенаправления потока (13) при выводе потока из установки (открытый контур) герметично закрывает трубу, ведущую на блок (14), а в случае замкнутого контура оставляет небольшую щель в трубу выхлопа для выравнивания давления. Блок (14) герметично закрывает как трубу перенаправления потока, так и выход на шибер.
Устройство работает следующим образом (схема устройства на Фиг. 1).
Вариант 1: открытый контур.
Газовоздушная среда, выделившаяся при сгорании образца, после прохождения участка с измерительными приборами (7-12) выводится из установки. Полученные в результате измерения концентраций в совокупности со скоростью потока показывают массу веществ, выделившихся в секунду. В данном случае происходит замер параметров токсичности и пожарной опасности самого образца.
Вариант 2: закрытый контур.
Газовоздушная среда, выделившаяся при сгорании образца, после прохождения участка с измерительными (7-12) приборами снова вводится в установку в камеру сгорания (1). Результаты измерений есть интегральное количество веществ, выделившихся с начала измерения. Скорость выделения веществ в секунду есть приращение общей концентрации в секунду, то есть, если концентрация измеряемого вещества не изменяется, образец больше не выделяет данное вещество. В случае закрытого контура происходит измерение параметров токсичности и пожарной опасности образца при сгорании в закрытом пространстве без притока воздуха. Данный вариант обеспечивает возможность проанализировать опасные факторы пожара с участием данного вещества в случае возгорания в замкнутом помещении.
Полезная модель может быть проиллюстрирована следующими примерами.
Пример 1: Сгорание бруска в открытом контуре. Брусок березы, влажностью 10% помещается на подставку (1) на электронных весах (3). Подается напряжение на инфракрасный нагреватель (4) и начинается нагрев бруска и испарение из него воды. Температура бруска фиксируется термопарой (5). Через 2 минуты температура бруска достигает 120 град, начинает выделяться СО2 и СО со скоростью 3,46 моль/сек и 0,36 моль/сек, при дальнейшем нагревании скорость выделения растет. Оптическая плотность, измеряемая лазером (9) увеличивается до 0,2. Полученная газовоздушная смесь перемешивается вентилятором (6) и попадает в область, оснащенную измерительными приборами. Далее смесь выводится из установки. Термопары (7, 10) фиксируют плавное повышение температуры газовоздушной среды, датчик задымленности (9) - повышение оптической плотности среды, хроматограф (12) фиксирует зависимость СО, СO2 и О от времени. Используя значение скорости потока, фиксируемое с помощью (11), экспериментатор вычисляет общее количество прошедшего вещества, по весам (3) скорость потери массы образца. Еще через 2 минуты скорости выделения СO2 и СО составляют 41,52 моль/сек и 4,35 моль/сек, температура 240 град., оптическая плотность 0,4. Еще через минуту температура достигает 250 град., происходит воспламенение, скорость выделения СО падает до 0,98 моль/сек, скорость выделения СО2 повышается до 5,21 моль/сек. Через 3 минуты брусок догорает и концентрации всех токсичных веществ, и оптическая плотность среды падают до нуля. Брусок удаляется с держателя образца (2), из установки удаляются осажденные вещества со всех поверхностях.
Пример 2: Сгорание бруска в закрытом контуре. Брусок березы, влажностью 10% помещается на подставку (1) на электронных весах (3). Подается напряжение на инфракрасный нагреватель (4) и начинается нагрев бруска и испарение из него воды.
Температура бруска фиксируется термопарой (5). Через 2 минуты температура бруска достигает 120 град, начинает выделяться СO2 и СО со скоростью 3,46 моль/сек и 0,36 моль/сек, при дальнейшем нагревании скорость выделения растет. Оптическая плотность, измеряемая лазером (9) увеличивается до 0,5. Полученная газовоздушная смесь перемешивается вентилятором (6) и попадает в область, оснащенную измерительными приборами и через блок перенаправления потока (13) подается на шибер (15) и попадает обратно в камеру сгорания (1). Термопары (7, 10) фиксируют плавное повышение температуры газовоздушной среды, датчик задымленности (9) - резкое повышение оптической плотности среды, хроматограф (12) фиксирует зависимость СО, СO2 и О от времени. Используя значение скорости потока, фиксируемое с помощью (11), экспериментатор вычисляет общее количество выделившегося вещества на объем установки вместе с газоотводом и трубой возврата потока, по весам (3) скорость потери массы образца. Еще через 2 минуты скорости выделения СO2 и СО составляют 41,52 моль/сек и 4,35 моль/сек, температура 240 град., оптическая плотность 0,93. Кислород выгорает и его концентрация стремится к нулю. Далее хроматограф (12) измеряет общие концентрации выделившихся СО и СO2 с начала проведения, датчик задымленности (9) показывает постоянное возрастание оптической плотности, которая стремится к 1. При выгорании бруска концентрации всех токсичных веществ и оптическая плотность среды стремятся к константе. Брусок удаляется с держателя образца (2), из установки удаляются осажденные вещества со всех поверхностях.

Claims (1)

  1. Устройство для измерения токсических факторов термического разложения веществ включает в себя камеру сгорания (1), держатель образца (2), термопару для измерения температуры образца (5), отличающееся тем, что держатель образца (2) установлен на электронные весы (3) для измерения скорости потери массы образца и имеет выемку для удержания вещества в случае плавления, в камере сгорания (1) установлен круговой инфракрасный нагревательный элемент (4) с возможностью замены инфракрасного нагревателя на газовую горелку для веществ с высокими показателями отражения, на выходе из камеры сгорания (1) установлен вентилятор (6) для перемешивания газовоздушной среды, вывод газовоздушной среды из камеры сгорания представляет из себя трубу круглого сечения, в которой по центру установлены последовательно: термопара (7) для измерения температуры выходящего газа, водный охладитель (8), имеющий форму двух групп параллельных плоскостей, пересеченных под углом 90 градусов, который также преобразует течение газа в ламинарное, лазер (9) для измерения прозрачности среды, термопара (10), измеряющая температуру газа на выходе из охладителя, измеритель скорости потока (11), трубка для вывода газа на хроматограф (12), на выходе из газоотвода установлен блок перенаправления потока (13), имеющий два состояния: вывод газовоздушной смеси из установки (открытый контур) и подача в камеру сгорания обратно через блок (14) (закрытый контур), который имеет также два состояния: это подача газа в камеру сгорания (1) от блока перенаправления потока (13) (закрытый контур) и забор воздуха в установку через шибер (15) (открытый контур).
RU2018122417U 2018-06-20 2018-06-20 Устройство для измерения токсических факторов термического разложения веществ RU186281U1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018122417U RU186281U1 (ru) 2018-06-20 2018-06-20 Устройство для измерения токсических факторов термического разложения веществ

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018122417U RU186281U1 (ru) 2018-06-20 2018-06-20 Устройство для измерения токсических факторов термического разложения веществ

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU186281U1 true RU186281U1 (ru) 2019-01-15

Family

ID=65020609

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018122417U RU186281U1 (ru) 2018-06-20 2018-06-20 Устройство для измерения токсических факторов термического разложения веществ

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU186281U1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112903506A (zh) * 2021-05-10 2021-06-04 中国飞机强度研究所 一种热流控制试验方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1658055A1 (ru) * 1989-03-16 1991-06-23 Институт Химической Физики Ан Ссср Устройство дл исследовани воспламенени и горени полимерных материалов
RU2112961C1 (ru) * 1995-05-06 1998-06-10 Самарская государственная архитектурно-строительная академия Устройство для оценки показателя возгараемости строительных конструкций
RU14083U1 (ru) * 1999-12-14 2000-06-27 Государственный Восточный научно-исследовательский институт по безопасности работ в горной промышленности Установка для исследования термической деструкции материалов
DE102007062281A1 (de) * 2007-12-21 2009-06-25 Bayer Materialscience Ag Verfahren und Vorrichtung zur Prüfung der Brandgefahr eines Werkstoffes
RU134650U1 (ru) * 2012-12-11 2013-11-20 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" Комплекс для исследования процессов терморазложения неметаллического материала

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1658055A1 (ru) * 1989-03-16 1991-06-23 Институт Химической Физики Ан Ссср Устройство дл исследовани воспламенени и горени полимерных материалов
RU2112961C1 (ru) * 1995-05-06 1998-06-10 Самарская государственная архитектурно-строительная академия Устройство для оценки показателя возгараемости строительных конструкций
RU14083U1 (ru) * 1999-12-14 2000-06-27 Государственный Восточный научно-исследовательский институт по безопасности работ в горной промышленности Установка для исследования термической деструкции материалов
DE102007062281A1 (de) * 2007-12-21 2009-06-25 Bayer Materialscience Ag Verfahren und Vorrichtung zur Prüfung der Brandgefahr eines Werkstoffes
RU134650U1 (ru) * 2012-12-11 2013-11-20 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" Комплекс для исследования процессов терморазложения неметаллического материала

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ГОСТ 30244-94. Материалы строительные. Методы испытаний на горючесть. ( пункт 6.3 ). *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112903506A (zh) * 2021-05-10 2021-06-04 中国飞机强度研究所 一种热流控制试验方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Janssens et al. Oxygen consumption calorimetry
Mendes-Lopes et al. Flame characteristics, temperature–time curves, and rate of spread in fires propagating in a bed of Pinus pinaster needles
KR100686374B1 (ko) 시편 연소에 따른 열방출률 측정과 화재평가 요소 분석시스템
Rockwell et al. Influence of coal dust on premixed turbulent methane–air flames
US6780378B2 (en) Method for measuring concentrations of gases and vapors using controlled flames
JPH0545284A (ja) パーテイキユレート連続分析装置
CN106596835A (zh) 一种可控温湿度、氧浓度的可燃物倾斜燃烧特性实验装置
KR20080033837A (ko) 화재시 시험 대상체의 연소평가 요소 측정 및 분석시스템
RU186281U1 (ru) Устройство для измерения токсических факторов термического разложения веществ
Babrauskas et al. Smoke and soot data determinations in the cone calorimeter
Redfern Rate of heat release measurement using the cone calorimeter
Bryant et al. The NIST 3 megawatt quantitative heat release rate facility-description and procedures
CN109557242A (zh) 一种沥青材料阻燃性能测试仪器及方法
CN114217007A (zh) 一种基于锥形量热仪的外焰点火平台
KR20120070087A (ko) 10㎿급 라지스케일 칼로리미터
RU134650U1 (ru) Комплекс для исследования процессов терморазложения неметаллического материала
KR20120070088A (ko) 10㎿급 라지스케일 칼로리미터
EP0665953B1 (en) Method for determining the calorific value of a gas and/or the wobbe index of natural gas
ten Brink et al. A high-flow humidograph for testing the water uptake by ambient aerosol
CN203758945U (zh) 一种烟草燃烧热测量装置
RU174688U1 (ru) Установка для определения пожарной опасности конденсированных материалов при их термическом разложении
CN116482289A (zh) 一种聚合物燃烧过程实时在线联合分析装置
RU2608009C1 (ru) Способ определения интенсивности пылеотложения и устройство для его осуществления
RU14083U1 (ru) Установка для исследования термической деструкции материалов
Newman et al. Smoke deposition velocity in industrial fire environments

Legal Events

Date Code Title Description
MM9K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20200621