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錐形量熱儀用于材料燃燒性能測試的表征手段

更新時(shí)間:2015-12-30點(diǎn)擊次數(shù):2264

  應(yīng)用錐形量熱儀可以得到燃燒試樣的多個(gè)性能參數(shù),如熱釋放速率、質(zhì)量損失速率、煙生成速率、有效燃燒熱、點(diǎn)燃時(shí)間以及關(guān)于燃燒氣體的毒性和腐蝕性等。這些性能參數(shù)的測定是在穩(wěn)定、真實(shí)、易于控制的條件下得到的,且能夠在不同時(shí)間、地點(diǎn)重復(fù)操作,因此,可以作為文獻(xiàn)參考數(shù)據(jù)備用,為進(jìn)一步研究材料的燃燒過程提供文獻(xiàn)數(shù)據(jù)。

  一、熱釋放速率(Heat Relea se Rate,簡稱HRR)

  HRR 是指在預(yù)置的入射熱流強(qiáng)度下,材料被點(diǎn)燃后,單位面積的熱量釋放速率。

  HRR是表征火災(zāi)強(qiáng)度的zui重要性能參數(shù),單位為kW/m2;HRR的zui大值為熱釋放速率峰值(Peak of HHR,簡稱pkHRR),pkHRR 的大小表征了材料燃燒時(shí)的zui大熱釋放程度。HRR 和pkHHR 越大,材料的燒燒放熱量越大,形成的火災(zāi)危害性就越大。

  二、總釋放熱(Total Heat Release ,簡稱THR)

  THR 是指在預(yù)置的入射熱流強(qiáng)度下,材料從點(diǎn)燃到火焰熄滅為止所釋放熱量的總和,單位為MJ/m²。

  將HRR與THR結(jié)合起來,可以更好地評(píng)價(jià)材料的燃燒性和阻燃性,對(duì)火災(zāi)研究具有更為客觀、全面的指導(dǎo)作用。

  三、質(zhì)量損失速率(Mass Loss Rate,簡稱MLR)

  MLR是指燃燒樣品在燃燒過程中質(zhì)量隨時(shí)間的變化率,它反應(yīng)了材料在一定火強(qiáng)度下的熱裂解、揮發(fā)及燃燒程度。

  MLR值由5 點(diǎn)數(shù)值微分方程算出,MLR 的單位為g/s。

  除質(zhì)量損失速率外,由CONE還可得到質(zhì)量損失曲線,從而獲取不同時(shí)刻下的殘余物質(zhì)量,便于直觀分析燃燒樣品的裂解行為。

  四、煙生成速率(Smoke Produce Rate,簡稱SPR)

  SPR 被定義為比消光面積與質(zhì)量損失速率之比,單位為m2/ S ,式中SEA為比消光面積(Specific Extinction Area),SEA表示揮發(fā)單位質(zhì)量的材料所產(chǎn)生的煙,它不直接表示生煙量的大小,只是計(jì)算生煙量的一個(gè)轉(zhuǎn)換因子,單位為m²/kg。

  同樣,總生煙量(Total Smoke Rate)可由積分得到,TSR=∫SPR,TSR 表示單位樣品面積燃燒時(shí)的累積生煙總量,單位為m²/m²。

  五、有效燃燒熱(Effective Heat Com布stion,簡稱EHC)

  EHC 表示在某時(shí)刻t時(shí),所測得熱釋放速率與質(zhì)量損失速率之比,它反應(yīng)了揮發(fā)性氣體在氣相火焰中的燃燒程度,對(duì)分析阻燃機(jī)理很有幫助。

  EHC 的單位為MJkg-1。

  六、點(diǎn)燃時(shí)間(Time to Ignition,簡稱TTI)

  TTI是評(píng)價(jià)材料耐火性能的一個(gè)重要參數(shù)(單位:s),它是指在預(yù)置的入射熱流強(qiáng)度下,從材料表面受熱到表面持續(xù)出現(xiàn)燃燒時(shí)所用的時(shí)間。TTI 可用來評(píng)估和比較材料的耐火性能。

  七、毒性測定

  材料燃燒時(shí)放出多種氣體,其中含有CO,HCN,SO2,HCl,H2S等毒性氣體,毒性氣體對(duì)人體具有極大的危害作用,其成分及百分含量可通過錐形量熱儀中的附加設(shè)備收集分析。

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