[发明专利]一种阴燃转明火实验装置

说明书

技术领域

本发明是一种新型的阴燃转明火实验装置，用于探讨多孔环境的特性及可燃固态介质的物理和化学演变对阴燃向明火突变的影响。

背景技术

目前的实验装置一般是从多个单一角度进行，如材料材质、材料形式、测量手段、外部条件、燃烧阶段、燃烧方式、引燃方式、影响因素等。研究内容和材料较为分散、测量手段相对单一，一般侧重于对单一材料阴燃特性的试验模拟和对阴燃传播及向明火转化的一维计算机模拟，较少系统考虑本课题提出的阴燃突变及成灾的整个燃烧链，缺乏对诱发阴燃突变所依赖的微观和细观环境条件（“多孔环境”）的界定。本实验装置系统地从可燃固态介质在典型制约因素下和多个尺度上的物理（结构形态、炭层集结过程等）和化学演变及其与热量和氧气的动态关系探讨阴燃向明火突变过程的机理和制约因素。

发明内容

本发明的目的旨在解决研究内容和材料较为分散、测量手段相对单一的问题，从可燃固态介质在典型制约因素下和多个尺度上的物理（结构形态、炭层集结过程等）和化学演变及其与热量和氧气的动态关系给出阴燃向明火突变过程的机理和制约因素。

本发明的技术解决方案：其特征是包括气氛控制装置、阴燃发生器、温度采集装置、燃烧分析仪、称重装置、数据采集处理装置，其中阴燃发生器的底部放置称重装置，燃烧分析仪和称重装置与数据采集处理装置连接，气氛控制装置中的流量计与阴燃发生器相连，阴燃发生器中的热电偶与温度采集装置中的接线点相接；工作时，氧气和氮气分别从氧气瓶、氮气瓶中流出，分别经过减压阀、流量计，混合后进入阴燃发生器，发生器内热装置开始供热，阴燃逐渐开始发生，热电偶开始采集各点的温度，并通过温度采集装置具体显示；气体采样针收集阴燃产生的气体，并通过燃烧分析仪分析具体展示各气体成份的含量；阴燃材料的宏观现象和进度，可以通过石英观察窗进行观看；阴燃过程的重量变化通过称重装置进行称重，质量传感器感受到阴燃过程中质量的变化，并通过数据采集装置进行具体的显示。

本发明的有益效果是：1）从可燃固态介质在典型制约因素下和多个尺度上的物理和化学演变及其与热量和氧气的动态关系综合探讨阴燃向明火突变过程的机理和制约因素。2）设计中充分考虑了阴燃建立、传播和向明火转化的过程特性，对热电偶温度采集系统、进气系统、加热系统和称重系统进行了重点设计。3）实现了多种性能测试功能的耦合，可直观和在线监测阴燃实验过程。4）实现了多种性能测试功能的耦合，可直观和在线监测阴燃实验过程，可根据实际生活中阴燃灾害形式设计多种实验场景，依据场景不同可灵活调节实验条件。

实验台的主要技术指标为：

箱体尺寸：0.60m×0.3m×0.20m；

温控器量程：室温～650℃；

热电偶：NiCr-NiSi，Φ5mm，室温～1200℃；

称重传感器量程：15～60kg；

气体流量计：1～500mL/min。

附图说明

附图1是阴燃转明火实验装置的结构示意图。

附图2是气氛控制装置图。

附图3是阴燃发生器的结构示意图。

附图4是称重装置的结构示意图。

图中的1是气氛控制装置、2是阴燃发生器、3是温度采集装置、4是燃烧分析仪、5是称重装置、6是数据采集、7是氧气瓶、8是氮气瓶、9是减压阀、10是流量计、11是质量传感器、12是支架、13是热电偶、14是气体采样针、15是热装置、16是气流扩散装置、17是标尺、18是石英观察窗、19是端面、20是样品。

具体实施方式

对照附图1，阴燃转明火实验装置，其结构包括气氛控制装置1、阴燃发生器2、温度采集装置3、燃烧分析仪4、称重装置5、数据采集处理装置6，其中阴燃发生器2的底部放置称重装置5，燃烧分析仪4和称重装置5与数据采集处理装置6连接，气氛控制装置1中的流量计10与阴燃发生器2相连，阴燃发生器2中的热电偶13与温度采集装置3中的接线点相接。首先，氧气和氮气分别从氧气瓶7、氮气瓶8中流出，分别经过减压阀9、流量计10，混合后进入阴燃发生器2，发生器内热装置15开始供热，阴燃逐渐开始发生，热电偶13开始采集各点的温度，并通过温度采集装置3具体显示；气体采样针14收集阴燃产生的气体，并通过燃烧分析仪4分析具体展示各气体成份的含量；阴燃材料的宏观现象和进度，可以通过石英观察窗18进行观看；阴燃过程的重量变化通过称重装置5进行称重，质量传感器11感受到阴燃过程中质量的变化，并通过数据采集装置6进行具体的显示。