锥形量热仪对材料释热性能的测试
时间:2015-08-13 阅读:827
1、火灾中热释放的危害
在火灾发生时,高温烟气是引起烧伤、热窒息、脱水等伤亡的重要原因。高温烟气对人的影响可分为直接接触影响和热辐射影响。人的皮肤直接接触温度超过100℃的烟气,在几分钟后就会严重损伤。气体温度升到147℃时,人能存活的时间已极短。一般认为,在短时间人的皮肤接触的烟气安全温度范围不宜超过65℃。若烟气层尚在人的头部高度之上时,人员主要受热辐射的影响。热辐射强度影响则随距离的增加而衰减。一般认为,在层高不超过5米的普通建筑中,烟气层的温度达到180℃以上时会对人构成危险。
热烟气及其热辐射也是造成建筑物、其他物体损坏的主要原因。高温烟气会严重影响材料的性质。对于大部分木质材料,在温度超过105℃后便开始热分解,250℃左右时便可以被点燃;许多高分子材料的变形和热分解温度比木材更低。钢筋混凝土材料的机械性能也会严重变坏。
高温烟气及热辐射也是促进火灾不断发展的主要原因。高温烟气和辐射能促进木材、高聚物等材料的分解,为火灾提供燃料,从而造成更严重的火灾。因此,控制火灾烟气温度是减少火灾损失的重要方面。
2、锥形量热仪的应用
热释放速率是决定材料阻燃性重要的参数之一。人们已提出不少测定热释速率的方法,但是,成为常规标准的方法却不多,下面主要介绍已被150和ASTM订为标准的测定热释放速率的美国俄亥俄州立大学(OSU)功量热计法及锥形量热仪法(CONE)。
锥形量热仪(cone caforimeter,简称CONE),如下图,是近年来在阻燃材料研究领域发明的一种集燃烧释热、失重、发烟及烟气成分研究为一体的*方法,同时取得材料燃烧时有关热、烟、质量变化及烟气成分等多种重要信息,因而能获得具有很强说服力的结果,并与大型燃烧实验结果之间存在良好的相关性。它通过测定材料燃烧时所消耗的氧量,根据耗氧原理,来计算试件在不同外界辐射热作用下燃烧时所释放出的热量从而获得材料的热释放速率。测试时通过排气罩排出全部燃烧气体,有气体采样管,收集废气试样,在气体分析仪中分析其中的氧、一氧化碳、二氧化碳含量。
OSU量热仪也是测定热释放速率的典型设备。它的一般原理是:将试样暴露于空气流与外部辐射流下,当试样被点燃时,热释放量随时间改变。试样背面系以水冷或隔热,如以水冷却时,可根据水流的温升计算同试样背面的热释放量。OSU量热仪也可用来测量烟和有毒气体(CO、CO2、NOx、HCN及HBr)及耗氧量。
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