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錐形量熱儀用于材料燃燒性能測試的表征手段

2015-12-30  閱讀(2293)

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  應用錐形量熱儀可以得到燃燒試樣的多個性能參數,如熱釋放速率、質量損失速率、煙生成速率、有效燃燒熱、點燃時間以及關于燃燒氣體的毒性和腐蝕性等。這些性能參數的測定是在穩定、真實、易于控制的條件下得到的,且能夠在不同時間、地點重復操作,因此,可以作為文獻參考數據備用,為進一步研究材料的燃燒過程提供文獻數據。

  一、熱釋放速率(Heat Relea se Rate,簡稱HRR)

  HRR 是指在預置的入射熱流強度下,材料被點燃后,單位面積的熱量釋放速率。

  HRR是表征火災強度的zui重要性能參數,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,形成的火災危害性就越大。

  二、總釋放熱(Total Heat Release ,簡稱THR)

  THR 是指在預置的入射熱流強度下,材料從點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結合起來,可以更好地評價材料的燃燒性和阻燃性,對火災研究具有更為客觀、全面的指導作用。

  三、質量損失速率(Mass Loss Rate,簡稱MLR)

  MLR是指燃燒樣品在燃燒過程中質量隨時間的變化率,它反應了材料在一定火強度下的熱裂解、揮發及燃燒程度。

  MLR值由5 點數值微分方程算出,MLR 的單位為g/s。

  除質量損失速率外,由CONE還可得到質量損失曲線,從而獲取不同時刻下的殘余物質量,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表示揮發單位質量的材料所產生的煙,它不直接表示生煙量的大小,只是計算生煙量的一個轉換因子,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 表示在某時刻t時,所測得熱釋放速率與質量損失速率之比,它反應了揮發性氣體在氣相火焰中的燃燒程度,對分析阻燃機理很有幫助。

  EHC 的單位為MJkg-1。

  六、點燃時間(Time to Ignition,簡稱TTI)

  TTI是評價材料耐火性能的一個重要參數(單位:s),它是指在預置的入射熱流強度下,從材料表面受熱到表面持續出現燃燒時所用的時間。TTI 可用來評估和比較材料的耐火性能。

  七、毒性測定

  材料燃燒時放出多種氣體,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備收集分析。

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