[發明專利]一種高原人工富氧環境可燃物燃燒速率測試裝置

無效

• 申請號: 200910076141.0
• 申請日: 2009-01-09
• 公開（公告）號: CN101509908A
• 公開（公告）日: 2009-08-19
• 發明（設計）人: 劉應書;張輝;楊雄;李永玲;劉文海
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: G01N31/12
• 分類號: G01N31/12;G01N25/32
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于防火安全領域，涉及一種高原人工富氧環境可燃物燃燒速率測試裝置，適于測定可燃物在不同海拔高度的燃燒速率。?

背景技術

隨著西部大開發的深入和青藏鐵路的建成通車，越來越多的人進入西部高原地區進行生產建設。平原地區的人進入高原后由于空氣中含氧量的降低產生極大的不適應，表現為胸悶氣短、疲勞困乏、記憶力減退、失眠煩躁、頭痛頭暈，甚至出現肺水腫、腦水腫等疾病，嚴重時危害人體生命。因此，對高原地區室內或赴高原列車車廂進行富氧是解決高原缺氧的主要途徑。目前，在青藏鐵路列車上采用了膜式制氧機來滿足室內的增氧需求。膜式制氧機出口處的氧氣濃度為31％～34％，氧氣通過管道送到車頂單元式空調機組的蒸發器通風機的出口處，經空調器處理過的空氣稀釋后送入通風道再進入客室內。如果蒸發器通風機因故停轉或者制氧機有泄漏的話，則通風機出口外的送風道內或者制氧機艙內的氧氣濃度也會局部上升。由于司機室和車廂都是一個密閉空間，如果乘員使用的氧氣袋或小型氧氣罐因破損有泄漏時，會在局部區域形成極高的氧氣濃度。高原室內富氧的結果與車廂相似，為了滿足工作人員對氧的需要，也要對人居環境(辦公室、休息室、宿舍、賓館等)進行富氧，隨著氧氣分壓和氧氣體積百分比濃度(以下簡稱氧濃度)的增加，材料的燃燒特性有很大變化，容易點燃且火焰蔓延速度加快，因此在低氣壓條件下增加氧濃度必須考慮防火安全。?

“西藏古建筑中裝飾織物的燃燒特性研究”一文(中國科學技術大學學報，2007，37(3)：284-289)利用不同火源對20種西藏古建筑中典型裝飾織物和4種純滌、純棉和滌棉織物進行了燃燒試驗。結果表明，西藏低氧低壓條件已能充分支持織物的實尺度燃燒，雖織物燃燒速率降低，燃燒時間加長，但局部燃燒加劇，火焰體積加大，具有較大的火災危險性。?

可燃織物材料的潛在危險性取決于材料的點燃難易性、燃燒速率、釋熱量和熄滅難易性，而這些因素與大氣壓密切相關，因此，利用一種高原人工富氧環境可燃物燃燒速率測試裝置考察不同海拔高度下可燃物的燃燒特性對于研究可燃物防火安全具有重要的現實意義。?

在低氣壓密封室內對樣品進行點火一般采用明火噴燃、電阻絲加熱點燃和激光點燃三種方式。明火點火可以迅速的將試件點燃，即用一根點火桿伸入燃燒室，在點火桿的前端安裝?一個電磁閥，當閥門打開時燃料氣進入，同時高能點火器被激發將燃料氣點燃。當產生的火焰將試件點著后馬上關閉點火器，同時燃料氣也停止進入。該種點燃方式存在的問題是點火過程中消耗氧氣，會改變密封室內氧濃度；此外，還會使燃料氣進入燃燒室，對實驗結果造成影響。電阻絲加熱點燃是利用電流通過電阻絲時電阻絲會以熱的形式做功，電爐絲在加熱時可以達到600℃～700℃。使用電阻絲點火時在電阻絲上接一個溫度傳感器，同時串聯一個電流調節器，這樣可以通過調節電阻絲的電流大小來調節電阻絲的溫度，當樣品著火時可以測出著火時的溫度。由于電阻絲點火不能瞬間的將試件點燃，熱輻射會導致室內環境的溫度升高，且在電阻絲加熱的過程中，試件也會被加熱，從而影響樣品的燃燒過程。激光點燃是利用激光高能量的特點，在短時間和小面積范圍內將材料點燃，激光能轉化為熱能的速率遠大于材料熱擴散的速率，在含能材料內部形成“點”式高溫區域，最終達到著火溫度。激光器發出的功率穩定，能夠保證著火條件一致，可以消除因其它條件變化對燃燒造成的影響，因此，選用激光點火是一個比較好的方法。?

發明內容

本發明的目的在于開發一種在低氣壓環境下測定可燃物燃燒性能，尤其是燃燒速率的測試裝置。?

一種高原人工富氧環境可燃物燃燒速率測試裝置，該裝置由燃燒室、定位機構、配氣系統、氣流循環與濃度監測系統、抽真空系統、點火系統和數據采集系統七部分組成。?

其中所述燃燒室由室門、密封條、有機玻璃窗和燃燒室殼體構成，密封條通過室門上的環形凹槽固定，當關閉室門時，采用螺栓固定，抽真空會導致外界大氣壓高于室內壓力，從而將室門壓緊，密封條與燃燒室殼體外壁吻合，保證氣密性。燃燒室內下部放置一片石棉墊，當激光點燃樣品時，不會直接灼燒燃燒室材質，通過石棉墊將熱量吸收，保護了燃燒室殼體。燃燒室內體積的大小由所燃燒樣品的質量和所需氣體組分濃度決定。燃燒室內氣體總壓可以通過高精度真空壓力表讀出。?