[发明专利]用于模拟典型可燃物阴燃反应的实验系统及实验方法

权利要求书

1.用于模拟典型可燃物阴燃反应的实验系统，其特征在于，包括用于提供实验环境的阴燃环境系统、用于发生可燃物阴燃过程的阴燃反应系统和用于监测实验过程中加热温度和可燃物内部温度的阴燃过程监测系统，其中阴燃环境系统与阴燃反应系统通过输气管道相连；所述阴燃环境系统包括用于调节氧气浓度的气态环境调节装置和用于调节加热时间的加热环境调节装置。

2.根据权利要求1所述的用于模拟典型可燃物阴燃反应的实验系统，其特征在于，所述气态环境调节装置包括用于调节组分气体流量和含氧量的多组分动态配气仪，以及分别与多组分动态配气仪相连的氮气储存装置和氧气储存装置，该多组分动态配气仪通过输气管道接到阴燃反应系统的底部；

所述阴燃过程监测系统还包括烟气冷凝采样系统、用于对冷凝后的烟气中各组分进行分析检测的气相色谱仪、用于测量烟气成份的燃烧分析仪，所述烟气冷凝采样系统与气相色谱仪相连，所述气相色谱仪、燃烧分析仪分别与数据分析系统连接；所述烟气冷凝采样系统、燃烧分析仪的采集口均设在反应腔的顶部。

3.根据权利要求1所述的用于模拟典型可燃物阴燃反应的实验系统，其特征在于，所述加热环境调节装置包括加热装置、电压调压器和加热电源，所述加热装置设置在阴燃反应系统的底部，包括第一多孔陶瓷片、第二多孔陶瓷片和一电阻丝，第一多孔陶瓷片上部开槽，电阻丝镶嵌在所述槽内，第二多孔陶瓷片覆盖在第一多孔陶瓷片上面；电阻丝与电压调压器连接，电压调压器与加热电源相连。

4.根据权利要求1所述的用于模拟典型可燃物阴燃反应的实验系统，其特征在于，所述阴燃反应系统为圆柱状，从外至内由四层不锈钢管套接而成，从外至内不锈钢管之间分别设置保温棉填充层、保温水填充层、绝热材料填充层以及反应腔。

5.根据权利要求1所述的用于模拟典型可燃物阴燃反应的实验系统，其特征在于，所述保温棉填充层填充的材料为硅酸铝保温棉，保温水填充层填充的材料为普通自来水，绝热材料填充层填充的材料为纳米绝热材料。

6.根据权利要求1所述的用于模拟典型可燃物阴燃反应的实验系统，其特征在于，所述加热装置整体为圆盘形，直径与阴燃反应系统中反应腔的内径一致。

7.根据权利要求1所述的用于模拟典型可燃物阴燃反应的实验系统，其特征在于，所述阴燃过程监测系统包括温度传感装置、数据采集仪和数据分析系统，所述温度传感装置由若干热电偶组成，每个热电偶均分别与数据采集仪连接，数据采集仪还分别与加热环境调节装置、数据分析系统连接。

8.根据权利要求1所述的用于模拟典型可燃物阴燃反应的实验系统，其特征在于，所述温度传感装置中的热电偶为铠装热电偶，所有热电偶在反应腔内垂直方向上等间距放置，同时热电偶触点设在反应腔中心轴上，最下面的一支热电偶放置在所述加热装置上表面的中心。

9.一种基于权利要求1所述的用于模拟典型可燃物阴燃反应的实验系统的实验方法，其特征在于，包括步骤：将试样装进阴燃反应系统中，然后按照预设的氧化剂流量和氧气浓度将空气输送到阴燃反应系统的底部；然后按照预设的加热时间及加热电压对阴燃反应系统中的试样进行加热，采集阴燃反应系统中阴燃实验过程中加热温度和试样内部温度；当达到停止加热条件时，停止加热；继续采集阴燃反应系统中试样内部温度，当温度低于预设的温度时，停止实验。

10.根据权利要求9所述的实验方法，其特征在于，所述实验方法包括如下步骤：

(1)将试样装进阴燃反应系统的反应腔中，将阴燃过程监测系统中的热电偶安装在反应腔指定位置，将每个热电偶均与数据采集仪连接；

(2)打开气态环境调节装置中氮气储存装置和氧气储存装置的气体阀门，并打开多组分动态配气仪，按实验工况要求配置氧化剂流量和氧气浓度，然后将配置后的气体通过输气管道输送至阴燃反应系统底部；

(3)打开阴燃过程监测系统，配置热电偶温度和加热电压的扫描通道，设置采样频率并开始扫描；

(4)开启加热电源，电阻丝发热，开始实验，根据预先设定的工况要求，通过电压调压器调节加热电源的加热电压和加热时间；

(5)实时采集温度变化和加热时间，一旦达到停止加热条件，则将加热电源的加热电压调至为0；

(6)停止加热后，试样通过氧化反应释放的热量维持其向前传播或逐渐熄灭，这一过程中继续采集阴燃反应系统中试样内部温度，当各热电偶测量点的温度均降至预设的温度以下时，停止实验并保存数据；

(7)关闭加热电源和气体阀门，取出阴燃后的残留可燃物，实验结束。