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7 试验装置


7.1 试验装置
    试验装置应由以下部分组成:辐射板支架、样品支架、引燃器和样品夹,见图4。其中辐射板支架和样品支架是连接在一起,这样可以保证样品与辐射板之间的相对位置不变。
图4 测试装置简图

7.2 辐射板支架
    7.2.1 钢管架

        钢管架和相应的供气管道系统、保险装置和流量计一同支撑辐射板。钢管架由截面为40mm×40mm的方形铁管构成,用来支撑辐射板,辐射板中心高度为(1200±100)mm,辐射竖直放置,表面与钢管架前表面的夹角为(15±3)°,见图4。
    7.2.2 辐射板
        辐射板由多孔耐火瓷砖组成,多孔耐火瓷砖均匀地安装在辐射表面上,尺寸约为480mm×280mm。充气室位于辐射表面后部,由挡板和分气管组成,用以平稳地输送燃气/空气的混合气体。通过调节燃气量来控制试验所需的辐射通量。将一金属网放在辐射板之前可以增加其发光率。
    7.2.3 供气系统
        供气系统为试验供给所需的燃气和空气,可通过调节压力流量调节器、防护设备和流量控制系统来完成。
        注1:当辐射板安装在钢管架上时,为便于连接,燃气和空气的混合气体应通过最近的一边进入充气室内。
        供气系统要求如下:
        a) 燃气流量不应小于1.0L/s,燃气可以是天然气、甲烷或丙烷。供气压力应足以克服供气过程中可能遇到的摩擦阻力,如经过管道、调节器、控制阀、流量控制系统和辐射板时的摩擦阻力;
        b) 空气流量不应小于9.0L/s,供气压力应能克服供气管线中的摩擦阻力;
        c) 供空气和供燃气的阀门应分开;
        d) 燃气管道上应使用不可逆阀门和压力调节器;
        e) 出现异常情况时,如断电、断压和燃烧表面温度降低等,燃气管道的电磁阀应能自动关闭;
        f) 供应空气时,应备有特定的流量控制阀和过滤器;
        g) 在现行的压力和温度下,流量控制系统能够在0.5L/s~1.5L/s的范围内准确地指示出燃气的流量,误差不超过1%。
        注2:通过调节气流速度来控制辐射板温度。
        h) 在现行的压力和温度下,流量控制系统能够在5L/s~15L/s的范围内准确地指示出空气的流量,误差不超过1%。
        注3:由钢管架支撑或安装在钢管架内的装置应可调。
7.3 样品支架
    7.3.1 概论

        样品支架包括导轨、引燃器、镜片和观测等级标识,其中导轨用于支撑样品夹,并将样品夹置于特定位置。
    7.3.2 钢管架
        钢管架由截面为40mm×40mm的方形钢管构成,见图4,通过螺母和定位片将其与辐射板的支撑构架相连,它可以在12°~18°的范围内调整辐射板表面和样品表面的夹角。
    7.3.3 样品安装导轨
        样品安装导轨确定了样品夹顶部和底部边缘的安装位置,导轨由钢材制成,能够抗热抗腐蚀。下面的导轨长700mm,表面有一个凹槽。样品夹边缘顶部应由一个或多个插头固定。导轨从框架的一端开始安装,由钢质壁骨材料和螺母进行固定,其与支架的相对位置可调,见图2。
    7.3.4 观测镜
        观测镜长750mm,宽120mm,旋转轴位于样品夹具对面的支架底端,观测镜位于辐射板下,其位置和角度应能使观测者从观测镜中观测到样品以及样品表面上的观测等级标识,见图5。

图5 火焰前锋测量装置图

    7.3.5 观测等级标识
        观测等级标识用来提高火焰前锋的观测精度。
        观测等级标识是由抗热的钢制材料制成,长700mm,将100mm长的钉子每隔50mm的间距钉在它上面,观测等级标识从样品夹具导轨底端开始设定,这样才能确保钉子与样品划线前端保持水平。
        注:在某些情况下,样品夹上使用V型标记更便于火焰蔓延的观测。
7.4 样品夹
    样品夹由厚度为(3±0.2)mm的钢材制成,夹钳灵活,能将样品放在恰当位置,见图3。前面的边缘应有带V型标记的锯齿形边缘,V型标记间隔50mm,以便于火焰蔓延的观测。零点标识应与样品靠近辐射板的垂直边相对应。样品夹的数量依具体实验而定,一般不应少于三个。
7.5 引燃器
    引燃器为长约200mm的双孔陶瓷管,陶瓷管直径约为6mm,每个孔直径为1.5mm。
    注:应选用合适的绝缘陶瓷来包裹热电偶。
    引燃器位于样品支架上,其位置与待测样品表面相对应,见图6。经由控制阀和流量计向引燃器供给丙烷/空气的混合气体,见图7,丙烷纯度应大于等于95%。也可用其他气体代替丙烷,但燃烧特性的差异会影响样品引燃的特性,因此通常使用丙烷作为引燃气体。

图6 引燃器和引燃火焰位置图

图7 引燃火焰、引燃器和燃气/空气输送装置图


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火焰在垂直表面的横向蔓延试验方法 GB/T28752-2012
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