專利名稱：熱輻射式火災(zāi)特性試驗(yàn)臺(tái)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種災(zāi)害燃燒試驗(yàn)裝置。
熱輻射是災(zāi)害性燃燒(即火災(zāi))過程中最主要的熱量傳遞方式。為了防止和阻止火災(zāi)的發(fā)生及發(fā)展，人們迫切需要掌握熱輻射對可燃燒物所能造成的危害程度，例如針對某種可燃燒物，多大的熱輻射量能夠引起燃燒、燃燒過程如何發(fā)展、燃燒所產(chǎn)生的氣體和殘?jiān)泻翁匦?，等等。但是，目前尚未見到能夠模擬火災(zāi)中的熱輻射并對其引起的燃燒過程進(jìn)行試驗(yàn)的裝置。
本實(shí)用新型的目的在于提供一種能夠進(jìn)行上述試驗(yàn)的熱輻射式火災(zāi)特性試驗(yàn)臺(tái)。
本實(shí)用新型的解決方案如下整個(gè)試驗(yàn)臺(tái)包括升降臺(tái)、工作臺(tái)、自動(dòng)天平、熱輻射源、框架、集煙罩、煙道、風(fēng)機(jī)等，升降臺(tái)安裝在底座上，自動(dòng)天平置于升降臺(tái)上，工作臺(tái)則置于自動(dòng)天平上，工作臺(tái)的臺(tái)面與自動(dòng)天平之間采用隔熱層隔離，熱輻射源位于工作臺(tái)的上方，安裝在框架上，集煙罩位于整個(gè)試驗(yàn)臺(tái)的上部，與煙道相連，煙道中設(shè)置風(fēng)機(jī)，在集煙罩或煙道上開設(shè)至少一個(gè)測試取樣孔，孔中安裝測試探頭。
從結(jié)構(gòu)示意圖中可以看出升降臺(tái)通過立柱安裝在底座上，立柱可為一根、兩根、三根或更多，只要能將升降臺(tái)平穩(wěn)支撐即可；在立柱上可采用絲杠或?qū)к墶⒒瑮U等結(jié)構(gòu)、配合千斤頂進(jìn)行升降，也可采用適當(dāng)?shù)囊簤簷C(jī)構(gòu)；立柱上還可設(shè)有微調(diào)螺母，以調(diào)整升降臺(tái)的水平；自動(dòng)天平置于升降臺(tái)上，其數(shù)據(jù)輸出接口可引出到數(shù)據(jù)記錄儀或計(jì)算機(jī)的串行口上，以進(jìn)行數(shù)據(jù)的記錄或處理；工作臺(tái)則整個(gè)置于自動(dòng)天平上，使得工作臺(tái)上放置的試樣可以隨升降臺(tái)一起上下移動(dòng)、并通過自動(dòng)天平動(dòng)態(tài)地稱量其重量；工作臺(tái)的臺(tái)面與自動(dòng)天平之間采用耐火磚層、石棉或其它耐火纖維等阻燃物作隔熱層進(jìn)行隔熱，以保護(hù)自動(dòng)天平不受輻射和燃燒的影響；熱輻射源位于工作臺(tái)的上方，以電阻絲、石英管等作為發(fā)熱體，可采用平面爐體，如對開式、整體式；安裝方式為可移開式的固定，以便在必要時(shí)將爐體從升降臺(tái)的上方移開、避免對燃燒所產(chǎn)生的氣體(以下簡稱煙氣)的排放造成影響，如單側(cè)鉸鏈固定、相對側(cè)用牽引繩帶動(dòng)進(jìn)行變角度的開合定位，或雙側(cè)導(dǎo)軌固定、相交側(cè)用牽引繩帶動(dòng)進(jìn)行平移的開合定位，或其它可靠的移開方式；熱輻射源的周圍也可設(shè)置一些隔熱層，以降低對外界的輻射，亦可視需要撤除之；集煙罩位于整個(gè)試驗(yàn)臺(tái)的上部，將其下方的升降臺(tái)、工作臺(tái)、自動(dòng)天平、熱輻射源等整個(gè)罩在其中，集煙罩與煙道相連，以對煙氣進(jìn)行收集和排放；在煙道中合適的位置(如出口處或進(jìn)口處或拐彎處)設(shè)置風(fēng)機(jī)，以對煙氣產(chǎn)生抽吸作用、利于收集和排放，并且通過調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)功率可改變試驗(yàn)的排煙條件、以模擬不同通風(fēng)條件下的情景；集煙罩及熱輻射源、升降臺(tái)、工作臺(tái)的形狀可以一致或不一致，方形或圓形或其它形狀均可；在集煙罩或煙道上開設(shè)至少一個(gè)測試取樣孔，孔中安裝所需的測試探頭，如溫度、濕度、濃度、成分、流速、流量等，測試探頭與相應(yīng)的測試儀、記錄儀或計(jì)算機(jī)相連，以獲得煙氣溫度等參數(shù)；工作臺(tái)上亦可安裝溫度測試探頭，與相應(yīng)的測試儀、記錄儀或計(jì)算機(jī)相連，可以獲得試樣表面溫度的變化情況；工作臺(tái)側(cè)向的適當(dāng)位置上可安裝熱像儀，如安裝在工作臺(tái)旁與其臺(tái)面高度相當(dāng)?shù)目蚣苌匣蛄碓O(shè)的支架上，與工作臺(tái)之間相隔一段安全的距離(避免燒毀)，以對燃燒火焰的形狀和結(jié)構(gòu)等進(jìn)行動(dòng)態(tài)成像。此外，還可視情況所需，設(shè)置、安裝其它的測試用探頭及儀器。風(fēng)機(jī)、自動(dòng)天平和熱像儀、溫度等測試探頭及測試儀或其它的測試用探頭及儀器均可采用現(xiàn)有的產(chǎn)品。
本實(shí)用新型的工作過程為將待試驗(yàn)的可燃燒物置于工作臺(tái)的臺(tái)面上，開啟熱輻射源對其加熱，使試樣達(dá)到其可燃溫度，進(jìn)行完全充分的、較大功率(大于100KW)的燃燒過程，利用自動(dòng)天平、熱像儀、各種測試探頭及測試儀等對整個(gè)過程的有關(guān)參數(shù)進(jìn)行記錄。試驗(yàn)過程中可以通過調(diào)節(jié)升降臺(tái)的高低、熱輻射源的功率以及風(fēng)機(jī)功率的大小等，以模擬各種自然條件下的燃燒情景。
本實(shí)用新型提供了一種可以進(jìn)行較大功率的燃燒以模擬真實(shí)火災(zāi)環(huán)境、并能對其燃燒過程進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和記錄，且能夠人為控制實(shí)驗(yàn)環(huán)境和實(shí)驗(yàn)條件的裝置，填補(bǔ)了災(zāi)害燃燒試驗(yàn)裝置方面的一個(gè)空白。通過對其記錄的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，可以得到諸如試樣表面熱輻射溫升曲線、點(diǎn)燃溫度和時(shí)間、炭化速率、重量變化、火焰面積與形狀、煙氣的溫度/濃度/成分或其它的變化等。利用該裝置，可以進(jìn)行許多有關(guān)災(zāi)害燃燒方面的研究，例如①模擬火災(zāi)環(huán)境中的熱輻射引燃的試驗(yàn)研究；②木材、高聚物等的熱解及火焰在固體面上傳播的機(jī)理研究；煙氣的產(chǎn)生機(jī)理、速率及毒性的研究；④火災(zāi)早期動(dòng)力學(xué)演化的物理化學(xué)特征的研究；⑤阻燃材料的性能測試；等等。
附

圖1為試驗(yàn)臺(tái)總體結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖2為熱輻射源結(jié)構(gòu)示意圖。
本實(shí)用新型的實(shí)施例如下立柱1為四根，其高度為400mm，通過緊固件安裝在底座上，立柱采用絲桿機(jī)構(gòu)、配合16000kg的千斤頂2進(jìn)行升降，并通過微調(diào)螺母3調(diào)整升降臺(tái)的水平；升降臺(tái)4的面積大小為650mm×650mm；自動(dòng)天平5的型號(hào)為LP3400P，平穩(wěn)地放置在升降臺(tái)的臺(tái)面上；工作臺(tái)7則安放在電子天平的秤盤面上，其臺(tái)面大小為500mm×500mm，燃燒的試樣置于其上；工作臺(tái)的臺(tái)面與自動(dòng)天平之間采用的隔熱層6由耐火磚加不銹鋼板構(gòu)成、厚40mm、通過支撐固定在升降臺(tái)上，以避免燃燒對自動(dòng)天平的讀數(shù)產(chǎn)生影響；熱輻射源9固定在升降臺(tái)外圍所設(shè)置的框架10的上部，以電阻絲15作為發(fā)熱體，排列在用以固定其位置的爐體16上，爐體采用平面對開式，其固定方式為鉸接式單臂梁，即單側(cè)鉸鏈14固定、相對側(cè)用牽引繩8帶動(dòng)進(jìn)行變角度的開合定位，使其可以在90°范圍內(nèi)任意旋轉(zhuǎn)，爐體與升降臺(tái)的臺(tái)面之間的距離為400～1000mm(可調(diào))，功率在0～110kw(可調(diào))，發(fā)熱面為450mm×450mm，其最高工作溫度可達(dá)1100℃；在位于熱輻射源周圍的框架處懸掛用耐火纖維(石棉)制作的隔熱層；集煙罩11安裝在框架的上方，與煙道13相連，集煙罩開口為1600mm×1600mm；煙道直徑300mm，在煙道的拐彎處設(shè)置風(fēng)機(jī)17，其型號(hào)為A-72型、功率22KW；在煙道上開設(shè)了五個(gè)測試取樣孔12，孔中分別安裝了熱電偶和壓差傳感器計(jì)，其型號(hào)為鎳鉻鎳硅和HZ222205；工作臺(tái)上亦安裝了鎳鉻鎳硅熱電偶；熱電偶測試儀為HP高速數(shù)據(jù)采集器。還利用紅外熱像儀對整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行熱成像，其型號(hào)為Tvs2000。試驗(yàn)臺(tái)中的升降臺(tái)及立柱、工作臺(tái)、集煙罩、煙道、框架等構(gòu)件均采用金屬材料如不銹鋼的型材和板材焊接。
權(quán)利要求1．一種熱輻射式火災(zāi)特性試驗(yàn)臺(tái)，其特征在于整個(gè)試驗(yàn)臺(tái)包括升降臺(tái)(4)、工作臺(tái)(7)、自動(dòng)天平(5)、熱輻射源(9)、框架(10)、集煙罩(11)、煙道(13)、風(fēng)機(jī)(17)等，升降臺(tái)安裝在底座上，自動(dòng)天平置于升降臺(tái)上，工作臺(tái)則置于自動(dòng)天平上，工作臺(tái)的臺(tái)面與自動(dòng)天平之間采用隔熱層隔離，熱輻射源位于工作臺(tái)的上方，安裝在框架上，集煙罩位于整個(gè)試驗(yàn)臺(tái)的上部，與煙道相連，煙道中設(shè)置風(fēng)機(jī)，在集煙罩或煙道上開設(shè)至少一個(gè)測試取樣孔，孔中安裝測試探頭。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種災(zāi)害燃燒試驗(yàn)裝置。整個(gè)試驗(yàn)臺(tái)包括升降臺(tái)4、工作臺(tái)7、自動(dòng)天平5、熱輻射源9、框架10、集煙罩11、煙道13、風(fēng)機(jī)17等,并相應(yīng)安裝各種所需的測試探頭及測試儀。試樣置于工作臺(tái)上,通過熱輻射源的照射將其引燃。它可以產(chǎn)生較大功率的燃燒,以模擬真實(shí)火災(zāi)環(huán)境、并能對其燃燒過程進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和記錄。
文檔編號(hào)G01N25/20GK2462382SQ0121708
公開日2001年11月28日 申請日期2001年1月8日 優(yōu)先權(quán)日2001年1月8日
發(fā)明者楊立中, 鄧志華, 陳曉軍, 范維澄, 王清安 申請人:中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)