一种外加可调节恒定辐射条件下的保温材料火蔓延特性实验装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种外加可调节恒定辐射条件下的保温材料火蔓延特性实验装置，包括一块保温材料，其固定是通过在底部或顶部用铁制卡扣垂直将其固定在耐火石膏板壁面；点火槽固定在距板材上边缘或者下边缘一定距离处，分别作为上部点火或下部点火等两种引燃方式，用于点燃保温材料；板材下边缘处放置收集槽，以观察保温板材熔融滴落流淌物的蔓延特性。本实用新型专利技术实现可控且稳定的外界辐射强度，从而研究不同辐射强度下，各种材质和形状的保温材料火蔓延特性。固定保温材料的方式通过铁制卡扣和铆钉固定住板材的底部或者顶部，而板材的其余部分无需再用铆钉固定，避免过多铆钉对保温材料表面火蔓延特性的干扰。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
一种外加可调节恒定辐射条件下的保温材料火蔓延特性实验装置
本技术涉及材料、环境和安全的交叉领域，更具体的说，涉及一种外加可调节恒定辐射条件下的保温材料火蔓延特性实验装置。
技术介绍
高层建筑是现代社会经济迅速发展和城市化进程不断加快的必然产物，高层建筑外立面的节能保温已成为建筑领域的一大议题。有机保温材料因保温效果好、性价比高、质量轻、施工安装方便等特点广泛应用于国内外建筑中。然而有机高分子材料本身极易燃烧，若未经严格的阻燃处理，遇火后会迅速燃烧蔓延，其中热塑性材料经外界热源加热后熔融滴落的燃烧特性使得其火灾危险性增大，因此针对有外界辐射源条件下保温材料的火蔓延特性的研究有重要意义。中国专利201110253772.2提到一种热塑性材料熔融燃烧行为模拟实验装置，是将热塑性材料板材固定在一个可改变倾角的面板上进行实验研究，装置底部采用矩形油盘接收燃烧过程中产生的熔融滴落物，观察其在油盘内的火蔓延特性，该装置可以研究材料倾角、材料厚度、以及上方壁面热塑性板材与下方油盘之间的远近距离对整个燃烧过程的影响。中国专利201310018248.6研究热塑性材料熔融滴落下形成的有源油池火燃烧特性，由于油池火的发展特性对于整个热塑性材料的耦合燃烧的行为具有重要作用，这种“加热-熔融滴落”实验装置可以较好的对油池火的发展过程进行深入研究。保温材料在实际火灾过程中会受到自身熔流形成的油池火或远处火点的辐射加热作用，从而加速保温材料的燃烧及火蔓延过程，所以外界辐射是影响保温板材燃烧的重要因素之一。但是，此前针对存在可调节外界大功率辐射条件下的全尺寸保温材料逆流火蔓延燃烧特性研究装置，还未见相关专利或文献报道。
技术实现思路
本技术的目的是提出一种保温材料在外加可调定辐射源条件下的火蔓延特性研究方法和装置，通过改变辐射强度的大小，可研究不同种类、形状及蔓延形式的保温材料火蔓延特性。本技术的技术方案为:一种外加可调节恒定辐射条件下的保温材料火蔓延特性实验装置，包括一块保温材料，所述保温材料的固定是通过在底部或顶部用铆钉和铁制卡扣垂直将其固定在耐火石膏板壁面，用于引燃的点火槽固定在距板材上边缘或者下边缘一定距离处，分别作为上部点火或下部点火等两种引燃方式，用于点燃保温材料；上述耐火石膏板被竖直固定在第一支架上；所述第一支架立于第一电子天平正上方，支架与天平之间用石英板相隔，第一电子天平记录的是保温材料燃烧时的质量变化；所述保温板材内边缘正下方放置熔融流淌槽，用于接收上方保温材料受热后产生的熔融滴落物，流淌槽放置于第二天平正上方，第二电子天平记录的是保温材料熔融滴落到流淌槽内并发生燃烧的质量变化；所述第二天平放置于第二支架正上方；所述第一支架与第二支架不发生力的接触，避免影响第一天平和第二天平之间的独立质量测量；所述流淌槽内部布设热电偶树，包含若干热电偶，用于测量流淌槽内的温度场变化；所述保温材料正前方放置辐射源，辐射源的辐射强度大小通过控制柜进行调节，实验开始前，辐射源正前方放置耐火板，以防止实验用保温材料过早受其影响，随后通过辐射板变压器将辐射源的辐射强度调节至某个值待稳定后通过滑轮装置将耐火板升高到辐射板上部一定距离处，使保温板材正面能够完全接收恒定辐射为宜，所述辐射源放置在第三支架上方；所述第三支架可以滑动和固定，保温材料表面所受辐射热通量大小可以通过辐射源控制柜配合第三支架与第一支架的距离来进行精确控制；所述的保温材料侧方附近位置布一辐射热流计，用于监测实验初始时的保温材料表面所接收的辐射热通量；所述保温材料侧方和正前方可布设若干台摄像机，用于从不同角度拍摄保温材料燃烧时的火蔓延物理图像特征。本技术装置具有如下技术优势:(I)实现可控且稳定的辐射强度，从而研究不同外界辐射强度下，各种材质和形状的保温材料火蔓延特性。(2)固定保温材料的方式通过铁制卡扣和铆钉固定住板材的底部或者顶部，而板材的其余部分无需再用铆钉固定，避免过多铆钉对保温材料表面火蔓延特性的干扰。(3)流淌槽上的收集口可以更好的收集保温材料熔融流淌下的物体，同时流淌槽可以更好的观察不同种类的保温材料的熔融滴落物形成有源油池火的形成和发展过程。(4)点火槽可以放置在板材的上边缘距下一定距离和下边缘处，可以提供多种火蔓延形势，如上部着火逆流火蔓延、下部着火顺流火蔓延、点火源引燃蔓延、线火源引燃蔓延等。(5)对于上方保温材料的热解失重和滴落失重，采用第一电子天平进行实时测量；对于下方燃烧油盘接收滴落熔融热塑性材料和燃烧过程的质量变化，采用第二电子天平进行实时测量；这两个电子天平分别独立测量两部分的质量变化，从而可分析整个保温材料的燃烧蔓延特性。【附图说明】图1为一种外加可调节恒定辐射条件下的保温材料火蔓延特性实验装置的结构示意图；图2为该实验装置保温材料固定方式的结构示意图；图3为该实验装置点火槽形状结构图；图4为该实验装置熔融滴落物的燃烧油盆；其中:1为保温材料(板材)，2为耐火石膏板，3为第一支架，4为辐射热流计，5a和5b为点火槽，6a、6b、6c、6d、202和203、204、205、206和207为固定铆钉，7为石英板，8为第一电子天平，9为第二电子天平，10为第二支架，11石英板,12为流淌槽,13为热电偶树,14为第三支架，15为第三支架移动轮，16为辐射板，17为电热丝加热管阵列，18为辐射板接线柱，19为摄像机,20为滑轮装置固定支架,21为耐火板,22a和22b为滑轮,23为牵引线缆，24为发电机，301为火焰引火板，302和303为点火槽挂件，304为点火燃料，401为收集口。【具体实施方式】以下结合【附图说明】本技术的【具体实施方式】。实施例1:图1为一种外加可调节恒定辐射条件下的保温材料火蔓延特性实验装置，图2为该实验装置保温材料和点火槽固定方式的结构示意图，图3为该实验装置点火槽的结构示意图。图4为该实验装置保温材料熔融滴落物的收集装置。本实施例一种外加辐射源条件下保温材料的火蔓延燃烧特性实验装置放置于一个具有排烟风机的集烟罩下，这样保温材料燃烧时和底部油盘燃烧产生的烟气都可通过集烟罩排出室外。如图1所示，一块长宽厚为ImX IOcmX 2cm的保温材料I表面用黑色记号笔沿高度方向每隔IOcm画横线,所述保温材料I被竖直固定在长宽高为1.6mX70cmX2cm的耐火石膏板2上，固定方式如图2所示，将一块矩形铁制卡扣201固定在保温材料I的下边缘处，用四根铆钉204、205、206和207将保温材料I固定在铁片201和耐火板2之间。所述保温材料I上边缘二侧分别固定一根铆钉202和203，用于悬挂点火槽5a，将点火槽5a调至保温材料I上边缘IOcm处，进行上部点燃可以对保温材料I向下逆流火蔓延特性进行研究，或者将矩形铁片201固定在距保温材料I上边缘IOcm处，点火槽5b固定在距离保温材料I下边缘处，从而对向上顺流火蔓延特性进行研究。所述点火槽5a结构如图3所示，点火槽5a为长方形且上表面为开口状,二侧为挂件302和303,用于悬挂点火槽5a,点火槽5a前侧为火焰引流板301，可以将火焰集中点燃保温材料I。所述石膏板2利用四根铆钉6a、6b、6c和6d固定在第一支架3表面,第一支架3底部为三角形结构以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种外加可调节恒定辐射条件下的保温材料火蔓延特性实验装置，其特征在于：包括一块保温材料，所述保温材料的固定是通过在底部或顶部用铆钉和铁制卡扣垂直将其固定在耐火石膏板壁面，用于引燃的点火槽固定在距板材上边缘或者下边缘一定距离处，分别作为上部点火或下部点火等两种引燃方式，用于点燃保温材料；上述耐火石膏板被竖直固定在第一支架上；所述第一支架立于第一电子天平正上方，第一支架与第一电子天平之间用石英板相隔，第一电子天平记录的是保温材料燃烧时的质量变化；所述保温材料内边缘正下方放置熔融流淌槽，用于接收上方保温材料受热后产生的熔融滴落物，流淌槽放置于第二天平正上方，第二电子天平记录的是保温材料熔融滴落到流淌槽内并发生燃烧的质量变化；所述第二天平放置于第二支架正上方；所述第一支架与第二支架不发生力的接触，避免影响第一天平和第二天平之间的独立质量测量；所述流淌槽内部布设热电偶树，包含若干热电偶，用于测量流淌槽内的温度场变化；所述保温材料正前方放置辐射源，辐射源的辐射强度大小通过控制柜进行调节，实验开始前，辐射源正前方放置耐火板，以防止实验用保温材料过早受其影响，随后通过辐射板变压器将辐射源的辐射强度调节至某个值待稳定后通过滑轮装置将耐火板升高到辐射板上部一定距离处，使保温材料正面能够完全接收恒定辐射为宜，所述辐射源放置在第三支架上方；所述第三支架能够滑动和固定，保温材料表面所受辐射热通量大小通过辐射源控制柜配合第三支架与第一支架的距离来进行精确控制；所述的保温材料侧方附近位置布一辐射热流计，用于监测实验初始时的保温材料表面所接收的辐射热通量；所述保温材料侧方和正前方布设若干台摄像机，用于从不同角度拍摄保温材料燃烧时的火蔓延物理图像特征。...

【技术特征摘要】
1.一种外加可调节恒定辐射条件下的保温材料火蔓延特性实验装置，其特征在于:包括一块保温材料，所述保温材料的固定是通过在底部或顶部用铆钉和铁制卡扣垂直将其固定在耐火石膏板壁面，用于引燃的点火槽固定在距板材上边缘或者下边缘一定距离处，分别作为上部点火或下部点火等两种引燃方式，用于点燃保温材料；上述耐火石膏板被竖直固定在第一支架上；所述第一支架立于第一电子天平正上方，第一支架与第一电子天平之间用石英板相隔，第一电子天平记录的是保温材料燃烧时的质量变化；所述保温材料内边缘正下方放置熔融流淌槽，用于接收上方保温材料受热后产生的熔融滴落物，流淌槽放置于第二天平正上方，第二电子天平记录的是保温材料熔融滴落到流淌槽内并发生燃烧的质量变化；所述第二天平放置于第二支架正上方；所述第一支架与第二支架不发生力的接触，避免影响第一天平和第...

【专利技术属性】
技术研发人员：马鑫，涂然，王楠，谢启源，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：实用新型
国别省市：