[实用新型]一种电阻抗-钨灯复合型辐射加热实验装置

说明书

本实用新型涉及一种辐射加热实验装置，特别是涉及一种电阻抗‑钨灯复合型辐射加热实验装置及所产生的辐射热源光谱分布测试系统和半透明聚合物材料消光系数测定系统。具有电阻抗‑钨灯复合型辐射源；所述电阻抗‑钨灯复合型辐射源包括辐射源金属加热组和钨灯加热组；辐射源金属加热组和钨灯加热组均固定在固定盘上；辐射源金属加热组和钨灯加热组的供电系统分别独立设置，辐射源金属加热组和钨灯加热组的加热电路均采用串联方式以保证组内电流一致，即组内所有加热件温度相同；辐射源外部设有固定外壳用以固定辐射源；所述固定外壳采用不锈钢外壳。

技术领域

本实用新型涉及一种辐射加热实验装置，特别是涉及电阻抗-钨灯复合型辐射加热实验装置及所产生的辐射热源光谱分布测试系统和半透明聚合物材料消光系数测定系统。

背景技术

固体可燃物受外界辐射加热时会发生热解、着火及随后的火蔓延，大尺度火灾中火焰向未燃材料的热反馈主要通过火焰的辐射传热实现。研究可燃物在辐射条件下的热反应是评估材料火灾安全性的重要指标。在绝大多数情况下，材料的热反应特性都是在人为设定的实验条件下，通过电阻丝、硅碳棒或钨丝灯等热源的热辐射来模拟火焰产生的辐射热流，因此辐射热源产生的热流光谱分布对实验结果有重要影响。

目前，国内外实验室使用最广泛的两类辐射热源为美国国家标准与技术研究院（NIST）基于耗氧原理研制的锥型量热仪(Cone Calorimeter)上所用电阻抗型辐射加热源和美国法特瑞互助保险公司(FM Global)研制的火焰传播量热仪（Fire PropagationApparatus, FPA）上所用的6个500W钨灯辐射加热源。之前为研究方便，普遍近似认为这两种辐射热源产生的热流为黑体辐射热流而不考虑其光谱分布对实验结果的影响。近几年，人们发现相同待测材料在相同测试条件下应用不同加热源其测试结果（如热解速率，着火时间等）有较大差异，特别是对一些红外半透明的聚合物材料。Bal研究团队（N. Bal, J.Raynard, G. Rein, J.L. Torero, M. Försth, P. Boulet, G. Parent, Z. Acem, G.Linteris, Experimental study of radiative heat transfer in a translucent fuelsample exposed to different spectral sources, Int. J. Heat Mass Tran. 61(2013) 742-748）通过分析两种辐射热源产生的热流光谱分布，发现锥型量热仪上所用电阻抗型辐射加热源所产生的热流光谱分布与相同温度黑体辐射的热流光谱分布相似。而火焰传播量热仪上所用的钨灯辐射加热源其产生的热流甚至不能用灰体辐射来进行近似。此外，热流光谱分析的结果还表明两种辐射源所产生的热流光谱分布与实际火灾中火焰所产生的辐射热流光谱分布有较大差异，包括森林火灾、工业火灾如液体燃料燃烧的火灾及其他普通固体可燃物的火灾。目前，几乎所有的固体材料热解和着火实验还是在这两种辐射加热源下进行，能够准确模拟实际火焰辐射热流光谱分布的辐射源尚未出现。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对上述不足之处，结合两种辐射热源各自的特点，提供一种电阻抗-钨灯复合型辐射加热实验装置，这是一种能产生与实际火灾中火焰辐射热流光谱分布相同的复合型辐射热源实验装置，以及该辐射加热源的热流光谱分布测试系统和聚合物在该热流下消光系数的测试系统。

本实用新型是采取以下技术方案实现的：

一种电阻抗-钨灯复合型辐射加热实验装置，具有电阻抗-钨灯复合型辐射源；所述电阻抗-钨灯复合型辐射源包括辐射源金属加热组和钨灯加热组；辐射源金属加热组和钨灯加热组均固定在固定盘上；辐射源金属加热组和钨灯加热组的供电系统分别独立设置，辐射源金属加热组和钨灯加热组的加热电路均采用串联方式以保证组内电流一致，即组内所有加热件温度相同；辐射源外部设有固定外壳用以固定辐射源；所述固定外壳采用不锈钢外壳。

所述电阻抗-钨灯复合型辐射源为圆形电阻抗-钨灯复合型辐射源或方形电阻抗-钨灯复合型辐射源。