RU2035728C1 - Method for determination of fire hazard parameters of materials and device for its realization - Google Patents
Method for determination of fire hazard parameters of materials and device for its realization Download PDFInfo
- Publication number
- RU2035728C1 RU2035728C1 SU4758019A RU2035728C1 RU 2035728 C1 RU2035728 C1 RU 2035728C1 SU 4758019 A SU4758019 A SU 4758019A RU 2035728 C1 RU2035728 C1 RU 2035728C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sample
- fire hazard
- ignition
- materials
- laser
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области пожаровзрывобезопасности и может быть использовано для оценки пожарной опасности и определения характеристик воспламенения, горения твердого и жидкого топлива, твердых материалов. The invention relates to the field of fire and explosion safety and can be used to assess the fire hazard and determine the characteristics of ignition, combustion of solid and liquid fuels, solid materials.
Известен способ определения горючести твердых веществ и материалов по методу "огневая труба" [1] заключающийся в определении потери массы образца, помещенного в открытую вертикальную трубу, при поджигании его пламенем газовой горелки. A known method for determining the combustibility of solids and materials by the method of “fire pipe” [1] is to determine the mass loss of the sample placed in an open vertical pipe, when it is ignited by the flame of a gas burner.
Способ не дает развернутой количественной характеристики материала, а позволяет только отнести его к той или иной группе горючести. Он не предусматривает варьирования условий зажигания. The method does not provide a detailed quantitative characteristics of the material, but only allows it to be attributed to one or another group of combustibility. It does not provide for varying ignition conditions.
Наиболее близкими к изобретению являются способ определения температуры воспламенения твердых веществ и материалов и устройство для его осуществления [2] Способ включает разогрев электропечи до заданной температуры (контролируется термопарами), помещение образца в нагретую печь, периодическое воздействие на поверхность образца пламенем газовой горелки, визуальная фиксация воспламенения образца, определение минимальной температуры, при которой в этих условиях воспламенение происходит. Closest to the invention are a method for determining the ignition temperature of solids and materials and a device for its implementation [2] The method includes heating an electric furnace to a predetermined temperature (controlled by thermocouples), placing the sample in a heated furnace, periodically exposing the sample surface to a gas burner flame, visual fixation ignition of the sample, determination of the minimum temperature at which ignition occurs under these conditions.
Данному способу присущ тот же недостаток, что и методу "огневая труба" невозможность варьирования интенсивностью теплового воздействия при использовании в качестве источника зажигания газовой горелки. Кроме того, точность определения температуры воспламенения снижается из-за существующего градиента температуры по внутреннему пространству печи. This method has the same drawback as the "fire tube" method, the impossibility of varying the intensity of the thermal effect when using a gas burner as the ignition source. In addition, the accuracy of determining the ignition temperature is reduced due to the existing temperature gradient over the interior of the furnace.
Целью изобретения является повышение достоверности определения показателей пожароопасности материалов, расширение функциональных возможностей при проведении испытаний одновременно в потоке нагретого газа и лазерного излучения, что осуществляется с помощью установки, электрическая печь которой выполнена в виде трубы с соплом Ветошинского и снабжена устройством для создания регулируемого потока, а также лазером с ослабителем и измерителем средней мощности, при этом держатель образца размещен на выходе сопла, а луч лазера ориентирован на держатель образца. The aim of the invention is to increase the reliability of determining fire hazard indicators of materials, expanding the functionality when testing simultaneously in a stream of heated gas and laser radiation, which is carried out using an installation whose electric furnace is made in the form of a pipe with a Vetoshinsky nozzle and is equipped with a device for creating an adjustable flow, and also with a laser with a attenuator and an average power meter, while the sample holder is placed at the nozzle exit, and the laser beam of landmarks n in the sample holder.
Совместное воздействие потока нагретого газа и лазерного излучения позволяет расширить функциональные возможности способа в части регулирования мощности источника зажигания. Одновременно возрастает достоверность результатов за счет точного дозирования потоков тепла, передаваемых образцу конвективным и лучистым теплообменом. The combined effect of the heated gas stream and laser radiation allows you to expand the functionality of the method in terms of controlling the power of the ignition source. At the same time, the reliability of the results increases due to the accurate dosing of heat fluxes transferred to the sample by convective and radiant heat transfer.
Регулируемые условия теплообмена образца с нагретым газом обеспечиваются выполнением электропечи в виде трубы с дозвуковым соплом Ветошинского, создающим на выходе П-образный профиль скорости регулируемого воздуходувкой газового потока. Держатель с образцом материала в рабочем положении фиксируется на оси сопла, что обеспечивает равномерность обдува. Луч лазера ориентирован на рабочее положение держателя с образцом, для регулирования лучистого потока лазер снабжен ослабителем мощности, в ходе испытания измеряется средняя мощность излучения, падающего на образец. Adjustable conditions for the heat transfer of the sample with heated gas are ensured by performing an electric furnace in the form of a pipe with a Vetoshinsky subsonic nozzle, which creates an U-shaped velocity profile at the outlet of the gas flow controlled by the blower. The holder with a sample of material in the working position is fixed on the axis of the nozzle, which ensures uniform blowing. The laser beam is oriented to the working position of the holder with the sample; to control the radiant flux, the laser is equipped with a power attenuator; during the test, the average power of the radiation incident on the sample is measured.
На чертеже представлено устройство для определения показателей пожароопасности материалов. The drawing shows a device for determining fire hazard materials.
Устройство содержит воздуходувку 1 с автотрансформатором 2 и вольтметром 3, ротаметр 4, систему электронагревательных трубчатых печей 5,6, сопло 7, блок управления нагревом печей, включающий автотрансформаторы 8, 9, 10 и амперметр 11, блок регулирования температуры газа на выходе печей и ее записи, включающий электронный потенциометр 12 с термоэлектрическим преобразователем, милливольтметр 13 и тиристорное устройство 14, блок контроля температуры, включающий электронный цифровой прибор 15 с термоэлектрическим преобразователем, укрепленным на препаратоводителе 16, держатель-подвес 17 с образцом и геркон герметизированный переключатель 18 с электронным устройством 19, фотодиод 20 с электронным устройством 19, регистрирующий блок, включающий электронные счетчики 21, 22, лазерный блок, включающий лазер 23, ослабитель 24 мощности излучения и измеритель 25 средней мощности излучения, прикладную телевизионную установку 27, 28 с видеомагнитофоном 29. The device contains a
Воздуходувка 1 подает поток газа комнатной температуры в аэродинамическую алундовую трубу печей через ротаметр 4. The
Система электронагревательных трубчатых печей 5 и 6 имеет мощность 4,1 кВт, что позволяет создавать температуру внутри печей до 1250оС. Электронагреватели изготовлены из проволоки, навитой на керамические цилиндры с определенным шагом, позволяющим поддерживать равномерное температурное поле. Питание печей осуществляется от сети переменного тока. В электронагревательную печь 5 вставлена алундовая труба с внутренним диаметром 22 мм. В печь 6 вмонтировано сопло 7 Ветошинского с выходным диаметром 22 мм.The system of tubular
Блок управления температурой печей обеспечивает плавное регулирование нагрева людей. В блок регулирования температуры и ее записи входят электронный потенциометр 12 на диапазон температур от 0 до 1100оС совместно с термоэлектрическим преобразователем, спай которого помещается на срезе сопла печей, милливольтметр 13, предназначенный для измерения и двухпозиционного регулирования температуры, тиристорное устройство 14. Оно применяется в качестве исполнительного элемента в электрической цепи между милливольтметром и электронагревателями печей, поддерживает заданный тепловой режим в течение длительного промежутка времени.The furnace temperature control unit provides smooth control of the heating of people. The temperature control unit and recording it includes an electronic potentiometer 12 in the temperature range from 0 to 1100 C in conjunction with a thermoelectric converter, the junction of which is placed at the nozzle
Дополнительный контроль нагретого газа в точке ввода образца осуществляется электронным цифровым прибором 15 в комплекте с термоэлектрическим преобразователем, укрепленным на препаратоводителе 16, служащем для ввода спая термопреобразователя в любую точку потока. An additional control of the heated gas at the sample entry point is carried out by an electronic
Установка держателя-подвеса 17 с образцом в рабочее положение осуществляется посредством замыкания электрической цепи, с помощью геркона 18, время срабатывания которого (0,5-2)˙10-3 с и отпускания (0,1-0,7)˙10-3 с, т.е. намного меньше, чем у якорных электромагнитных реле, включается часть схемы электронного устройства 19, от которого импульсы с частотой 50 Гц поступают в регистрирующий блок.Installation of the
Регистрирующий блок включает в себя программный реверсивный счетчик 21, который служит для измерения периода индукции, т.е. времени до появления пламени у поверхности образца, частицы или капли. The recording unit includes a software
Фотодиод 20 при попадании светового потока, превышающего установленный минимум, выключает часть схемы электронного устройства 19 и включает формирователь импульсов этого устройства 19, импульсы от которого поступают в следующий регистрирующий блок, который включает в себя электронно-счетный частотомер 22, фиксирующий момент появления пламени и время горения образца. The
Телевизионная установка 27, 28 прикладного назначения в комплекте с видеомагнитофоном 29 применяется для визуального наблюдения и при необходимости для записи на пленку физических процессов, происходящих при воспламенении образца. A
К устройству подведена вытяжная система. An exhaust system is connected to the device.
Исследования могут проводиться с образцами (частицами) кубической (сферической, цилиндрической и др.) формы со стороной куба (2-10)˙10-3 м, в которые вставлены тонкие иглы, проволока (нихром, серебро) для крепления в держателе-подвесе.Investigations can be carried out with samples (particles) of a cubic (spherical, cylindrical, etc.) shape with a side of a cube (2-10) -10 -3 m, into which thin needles, wire (nichrome, silver) are inserted for fastening in a holder-suspension .
Для проведения эксперимента включается установка и задается расход воздуха (газа), который во всех опытах дает постоянную скорость нагретого потока. Скорость выбирается такой, чтобы избежать срыва пламени с образца, частицы, капли. For the experiment, the installation is turned on and the air (gas) flow rate is set, which in all experiments gives a constant velocity of the heated stream. The speed is chosen so as to avoid flame failure from the sample, particles, drops.
Устанавливают с помощью блока управления необходимый тепловой режим нагрева печей, а с помощью милливольтметра определенную температуру. Пол достижении на выходе сопла печи стационарного температурного потока, определяемого по постоянству показаний двух термопреобразователей (расхождение показаний не превышает 2,5%), убирают препаратоводителем один из термопреобразователей и всегда в ту же точку в центре потока вводят подвес с образцом. В этот момент срабатывает геркон и сигналы из электронного устройства начинают поступать в счетчик. Using the control unit, they establish the necessary thermal regime for heating the furnaces, and with the help of a millivoltmeter, a certain temperature. After reaching the steady-state temperature flow at the furnace nozzle exit, which is determined by the constancy of the readings of two thermal converters (the divergence of the readings does not exceed 2.5%), one of the thermal converters is removed by the preparation agent and a suspension with the sample is always introduced at the same point in the center of the stream. At this moment, the reed switch is triggered and the signals from the electronic device begin to flow into the counter.
При (само)воспламенении образца часть светового потока от пламени попадает на фотодиод. Если интенсивность светового потока превышает установленный минимум, то первый же импульс из электронного устройства выключает канал счета времени предпламенного процесса, периода индукции и поступает на вход электронно-счетного частотомера. Начинается отсчет времени горения образца. По окончании горения исследуемого образца фотодиод затемняется, и отсчет времени горения прекращается. With (self) ignition of the sample, part of the light flux from the flame enters the photodiode. If the intensity of the light flux exceeds the set minimum, then the first pulse from the electronic device turns off the channel for counting the time of the pre-flame process, the induction period, and enters the input of the electron-counting frequency meter. The burning time of the sample begins. At the end of the combustion of the test sample, the photodiode is darkened, and the countdown of the burning time stops.
Температура воспламенения образца в потоках определяется так же, как это рекомендовано [2] но при данных условиях испытаний. The ignition temperature of the sample in the streams is determined in the same way as recommended [2] but under the given test conditions.
Применение данных способа и устройства дает возможность кроме определения показателей пожароопасности материалов: температур (само)воспламенения, периода индукции, индекса распространения пламени, скорости выгорания, мощности лазерного излучения, приведшего к зажиганию, и т. д. изучить поведение образца при одновременном нагреве в потоке газа и в лучистом потоке различной мощности, изучать пиролиз, суммарную теплоту газификации, абляционную стойкость, лазерное инициирование и пр. The use of the data of the method and device makes it possible, in addition to determining fire hazard indicators of materials: ignition temperature (self), induction period, flame propagation index, burnout rate, laser radiation power that led to ignition, etc. to study the behavior of the sample while heating in a stream gas and in a radiant stream of various powers, to study pyrolysis, the total heat of gasification, ablation resistance, laser initiation, etc.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4758019 RU2035728C1 (en) | 1989-08-15 | 1989-08-15 | Method for determination of fire hazard parameters of materials and device for its realization |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4758019 RU2035728C1 (en) | 1989-08-15 | 1989-08-15 | Method for determination of fire hazard parameters of materials and device for its realization |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2035728C1 true RU2035728C1 (en) | 1995-05-20 |
Family
ID=21479034
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU4758019 RU2035728C1 (en) | 1989-08-15 | 1989-08-15 | Method for determination of fire hazard parameters of materials and device for its realization |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2035728C1 (en) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2449272C2 (en) * | 2009-09-09 | 2012-04-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Марийский государственный технический университет | Method of testing wood materials for flammability |
RU2563980C1 (en) * | 2014-05-05 | 2015-09-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный архитектурно-строительный университет" (СГАСУ) | Method of determination of fire resistance of brick columns with mortar holder |
RU2564010C1 (en) * | 2014-05-06 | 2015-09-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный архитектурно-строительный университет" (СГАСУ) | Method of determination of fire resistance of brick columns with ferroconcrete holder |
RU2564009C1 (en) * | 2014-05-05 | 2015-09-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный архитектурно-строительный университет" (СГАСУ) | Method of determining fire resistance of stone pillars with steel becket |
RU2569641C1 (en) * | 2014-07-08 | 2015-11-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский государственный университет" (ТГУ) | Determination of characteristics of high-energy material specimens with radiant heat flux |
RU2670620C1 (en) * | 2017-09-18 | 2018-10-24 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий - Газпром ВНИИГАЗ" | Method for determining the parameters of heat exposure during a torch combustion by a supersonic gas jet |
CN109557132A (en) * | 2019-01-15 | 2019-04-02 | 中国矿业大学 | A kind of anti-fire test device of steel structure node |
-
1989
- 1989-08-15 RU SU4758019 patent/RU2035728C1/en active
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
1. ГОСТ 12.1.044-84. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов. Номенклатура показателей и методы их определения. С.18-24. * |
2. Там же, с.33-37. * |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2449272C2 (en) * | 2009-09-09 | 2012-04-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Марийский государственный технический университет | Method of testing wood materials for flammability |
RU2563980C1 (en) * | 2014-05-05 | 2015-09-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный архитектурно-строительный университет" (СГАСУ) | Method of determination of fire resistance of brick columns with mortar holder |
RU2564009C1 (en) * | 2014-05-05 | 2015-09-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный архитектурно-строительный университет" (СГАСУ) | Method of determining fire resistance of stone pillars with steel becket |
RU2564010C1 (en) * | 2014-05-06 | 2015-09-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный архитектурно-строительный университет" (СГАСУ) | Method of determination of fire resistance of brick columns with ferroconcrete holder |
RU2569641C1 (en) * | 2014-07-08 | 2015-11-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский государственный университет" (ТГУ) | Determination of characteristics of high-energy material specimens with radiant heat flux |
RU2670620C1 (en) * | 2017-09-18 | 2018-10-24 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий - Газпром ВНИИГАЗ" | Method for determining the parameters of heat exposure during a torch combustion by a supersonic gas jet |
RU2670620C9 (en) * | 2017-09-18 | 2018-11-23 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий - Газпром ВНИИГАЗ" | Method for determining the parameters of heat exposure during a torch combustion by a supersonic gas jet |
CN109557132A (en) * | 2019-01-15 | 2019-04-02 | 中国矿业大学 | A kind of anti-fire test device of steel structure node |
CN109557132B (en) * | 2019-01-15 | 2021-02-26 | 中国矿业大学 | Fire resistance test device of steel structure node |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Orloff et al. | Upward turbulent fire spread and burning of fuel surface | |
CN103454308B (en) | A kind of combustible gas and air pre-mixing gas explosion process Flame Propagation and the experimental rig of suppression | |
Burgoyne et al. | The effect of drop size on flame propagation in liquid aerosols | |
KR20060085094A (en) | System for testing and estimating fire property by burning of a test materials | |
RU2035728C1 (en) | Method for determination of fire hazard parameters of materials and device for its realization | |
Hariharan et al. | Thermal structure of the blue whirl | |
CN108802268A (en) | A kind of visualized experiment fuel droplet ignition temperature measuring device | |
CN103954623B (en) | Non-contact solid burning rate testing method | |
Yoshida et al. | Measurements of fluctuating temperature and velocity in a turbulent premixed flame | |
Silvani et al. | Measuring velocity field and heat transfer during natural fire spread over large inclinable bench | |
JPS55124053A (en) | Heat conductivity measuring apparatus of liquid | |
Lintin et al. | Investigation of the ignition of a gas by an electric spark | |
Loh et al. | Flow assisted flame spread over thermally thin fuels | |
Chan et al. | An experimental and theoretical investigation of the transition phenomenon in fuel spray deflagration: 1. The experiment | |
Fernandez-Pello et al. | Experimental techniques in the study of laminar flame spread over solid combustibles | |
GROSSHANDLER et al. | Predicting soot radiation in laminar diffusion flames | |
Kim et al. | High energy spark discharges for ignition | |
Mokhov et al. | A LIF and CARS study of the effects of upstream heat loss on NO formation from laminar premixed burner-stabilized natural-gas/air flames | |
Mekki et al. | Wind-aided flame spread over charring and non-charrring solids: An experimental investigation | |
FAY et al. | Radiation from burning hydrocarbon clouds | |
US5100244A (en) | Gas calorimeter and method of measuring the calorific value of fuel gases | |
Bach et al. | Temperature measurement of particulate surfaces | |
Wang et al. | Droplet combustion in a simulated reduced-gravity environment | |
Matsumoto et al. | Laser-induced fluorescence for the non-intrusive diagnostics of a fuel droplet burning under microgravity in a drop shaft | |
CN206989996U (en) | A kind of transmission line of electricity overdoes Performance Evaluation detection platform |