[发明专利]一种钢附着可燃材料燃烧的热反馈传热效应测试装置

说明书

本发明公开了一种钢附着可燃材料燃烧的热反馈传热效应测试装置，其包含：支撑平台；用于测量钢测试件形变位移的形变位移测试系统；用于测试可燃材料燃烧火焰热辐射反馈的辐射热量测试系统；用于测量可燃材料燃烧火焰温度的火焰温度测试系统；用于测量钢测试件温升规律的钢测试件温度测试系统；所述支撑平台具有供钢测试件固定安装的至少一个可调节长度的水平安装面、至少一个可调节高度的垂直安装面及至少一个可调倾斜角度的倾斜安装面。该测试装置可以模拟真实火灾下，钢结构附着可燃材料燃烧产生的热量，通过辐射和传导传热方式向可燃材料反馈传热的传热规律测试和钢结构力学形变的测试，表征可燃材料燃烧热反馈模型和钢结构力学响应行为规律。

技术领域

本发明涉及热物理测试技术领域，具体涉及一种钢附着可燃材料燃烧的热反馈传热效应测试装置。

背景技术

现代工业社会中工程结构的承重构件多为钢材，这些工程结构的设计者和建造者要对钢结构抗灾性能做充分的考虑，而火灾是需要重点考虑的灾害之一。掌握火灾环境下钢结构的力学响应行为规律是进行钢结构抗火设计的前提。火源通过空气的热对流和热辐射传热对钢结构的力学性能具有显著的影响，这也是钢结构抗火工程领域的研究重点。而还有一种情况，即钢结构上附着的材料若可燃，则该可燃材料燃烧释放的热量除了通过空气的热对流和热辐射传热外，仍有部分热量以热传导和热辐射的形式通过固相可燃材料本身反向传热给钢结构，即火焰的热反馈传热，这显然也将会对钢结构承载力产生影响，而这部分热反馈对钢结构的力学行为影响程度的测试方法和测试装置尚属空白。

发明内容

本发明的目的是提供一种钢附着可燃材料燃烧的热反馈传热效应测试装置，以实现基于可燃材料燃烧通过钢板的热反馈传热数据的采集和钢结构在热载荷下形变位移数据的采集，进而实现可燃材料热反馈传热模型的构建和钢结构力学响应行为的分析，为完善钢结构抗火设计的提供新补充测试手段和技术支撑。

为达到上述目的，本发明提供了一种钢附着可燃材料燃烧的热反馈传热效应测试装置，其包含：

用于钢测试件的支撑平台，所述钢测试件的某一面附着可燃材料；用于测量钢测试件形变位移的形变位移测试系统；用于测试可燃材料燃烧火焰热辐射反馈的辐射热量测试系统；用于测量可燃材料燃烧火焰温度的火焰温度测试系统；用于测量钢测试件温升规律的钢测试件温度测试系统；所述支撑平台具有供钢测试件固定安装的至少一个可调节长度的水平安装面、至少一个可调节高度的垂直安装面及至少一个可调倾斜角度的倾斜安装面。

上述的钢附着可燃材料燃烧的热反馈传热效应测试装置，其中，所述支撑平台由强度可保证钢测试件固定支承的金属支架拼装组成；所述金属支架能够可移动地与相邻的金属支架固定连接。

上述的钢附着可燃材料燃烧的热反馈传热效应测试装置，其中，所述支撑平台为由三个长方体结构拼装组成的L形结构；所述长方体结构由金属支架拼装组成。

上述的钢附着可燃材料燃烧的热反馈传热效应测试装置，其中，所述的金属支架四周设置有用于拼接安装的凹槽；所述金属支架之间以及金属支架与地面之间通过角件和螺栓连接。

上述的钢附着可燃材料燃烧的热反馈传热效应测试装置，其中，所述的钢测试件为正方形钢板，边长的可调节范围为300mm至1000mm，厚度为8～12mm。

上述的钢附着可燃材料燃烧的热反馈传热效应测试装置，其中，所述的支撑平台可满足边长调节范围为300mm至1000mm的正方形钢板附着可燃材料的测试实验。

上述的钢附着可燃材料燃烧的热反馈传热效应测试装置，其中，所述的形变位移测试系统可采用激光位移计测量钢测试件的位移，也可采用接触式拉线位移传感器。