[实用新型]一种碳质热源燃烧速率的测试装置

说明书

一、技术领域

本实用新型涉及一种碳质热源燃烧速率的测试装置。

二、背景技术

碳加热型低温卷烟是新型烟草制品的重要品类之一，一般通过将烟草与碳质热源在物理上分离来实现。这种碳质热源与烟草在空间上的分离，实现了热源燃烧释放热量和烟草受热释放烟气分别独立进行，从而使烟草可在较低的温度下(300-500℃)被加热，有效避免了烟草燃烧时大量有害化合物生成。从碳加热型低温卷烟的实现方式来看，碳质热源无疑其设计的核心。由于碳质热源必须通过燃烧才能释放热量，因此，其燃烧性是必须考察的重要性能之一。目前，有关碳质热源燃烧热性的评价手段已有一些专利进行了报道，比如，CN1100453A提出了利用扫描差热分析法(DSC)和红外光谱仪(FTIR)来分别测定碳质热源燃烧热释放量和CO释放量，CN101420876A提出了碳质热源着火时间的测定方法，CN102458165A提出了着火率的测试方法，但缺乏对碳质热源燃烧速率进行评价的手段。

三、发明内容

本实用新型的目的正是针对上述技术现状而提供的一种碳质热源燃烧速率的测试装置，可准确测定碳质热源的燃烧速率，且易于操作。

本实用新型中碳质热源燃烧速率的测试装置，包括如下结构：

设置一玻璃容器6，在所述玻璃容器6的底部铺有一层3-5cm厚的玻璃微珠7，以使由底部通入的氮氧混合气均匀向上流动；在所述玻璃容器6的侧壁上设置有样条固定器8，用以固定碳质热源样条9；所述玻璃容器6的顶部有一开口，用以排出氮氧混合气。

所述玻璃微珠7的直径为1-2mm；

通过氮氧混合气流量计5调节氮氧混合气的流量为10L/min；通过氮气流量计3和氧气流量计4调节氮氧混合气中氮气流量和氧气流量的比例为20:1至1:20。

固定于样条固定器8上的碳质热源样条9的自由端为竖直朝上、竖直朝下或中间任一角度。

使用该装置的具体测试方法如下：

(1)将碳质热源制成4mm×3mm×120mm的样条，并在长度方向60mm处划线标记；

(2)将碳质热源样条固定于玻璃容器6的内部，并向玻璃容器6内通入氮氧混合气，氮氧混合气的流速为10L/min，其中，氮气流量和氧气流量的比例为20:1至1:20；

(3)用点火器点燃碳质热源的自由端，记录点火时间为t₀，待碳质热源燃烧至划线标记 处时，记录时间为t₁；

(4)计算碳质热源燃烧速率ν，计算公式为：

ν＝60/(t₁-t₀)。

所述点火器中气体为正丁烷；所述点火器的火焰高度为15-20mm。

与已有技术相比，本实用新型的有益效果体现在：

1、本实用新型可以准确测量碳质热源燃烧速率，为碳质热源材料燃烧性的评价提供了一个切实可行的方案。

2、本实用新型装置结构简单，方法操作简便，测试效率高，且可通过提高氧气含量来缩短测试时间，进一步提高测试效率。

四、附图说明

图1为本实用新型所使用的测量装置示意图。图中标号：1氮气源，2氧气源，3氮气流量计，4氧气流量计，5氮氧混合气流量计，6玻璃容器，7玻璃微球，8样条固定器，9碳质热源样条，10混合气流出口。

图2为碳质热源燃烧速率与氧气含量关系拟合图。

五、具体实施方式

以下通过具体实施方式，并结合附图对本发明作进一步说明。

实施例1：

本实施例中测量装置如图1所示，其包括：

设置一玻璃容器6，在所述玻璃容器6的底部铺有一层3-5cm厚的玻璃微珠7，以使由底部通入的氮氧混合气均匀向上流动；在所述玻璃容器6的侧壁上设置有样条固定器8，用以固定碳质热源样条9；所述玻璃容器6的顶部有一开口，用以排出氮氧混合气。

所述玻璃微珠7的直径为1-2mm。通过氮氧混合气流量计5调节氮氧混合气的流量为10L/min；通过氮气流量计3和氧气流量计4调节氮氧混合气中氮气和氧气的流量比例。固定于样条固定器8上的碳质热源样条9的自由端为竖直朝上、竖直朝下或中间任一角度。

本实施例中碳质热源燃烧速率的测试方法，包括如下步骤：

(1)将木炭粉(100目)、瓜尔胶、碳酸钙(1000目)和水按质量比为7:1:2:7的比例均匀混合，并用模具制成尺寸为4mm×3mm×120mm的样条，烘干后即得碳质热源样条，在长度方向60mm处划线标记。