[實用新型]一種用于杯式燃燒器的燃燒與滅火過程綜合分析裝置

有效

• 申請號: 201921314974.1
• 申請日: 2019-08-14
• 公開（公告）號: CN210863654U
• 公開（公告）日: 2020-06-26
• 發明（設計）人: 張和平;邢浩然;陸松
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學
• 主分類號: G01N31/12
• 分類號: G01N31/12;G01N25/22;G01N21/39;G01N21/84;G01N33/00
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 鄧治平;賈玉忠

本實用新型公開了一種用于杯式燃燒器的燃燒與滅火過程綜合分析裝置，所述裝置包括杯式燃燒器主體、紅外氣體分析儀、集氣罩、煙氣分析儀、排氣管路、高壓儲氣鋼瓶、集氣瓶、風機、石英玻璃罩、熱電偶、數據采集模塊、計算機、高速攝像機等部分，可實現對杯式燃燒器實驗過程中燃料的燃燒產物和滅火劑與火焰作用產物的定性定量分析，研究可燃物燃燒與滅火機理，并可對實驗產生的有毒有害物質有效隔離，結構安全可靠，測量結果準確，環境友好。

技術領域

本實用新型涉及火災科學技術領域，具體涉及一種用于杯式燃燒器的燃燒與滅火過程綜合分析裝置。

背景技術

1977年R.Hirst和K.Booth(Hirst R,Booth K.Measurement of flame-extinguishing concentrations[J].Fire Technology,1977,13(4):296-315.)系統介紹了杯式燃燒器在評價滅火劑臨界滅火濃度方面應用以來，杯式燃燒器作為一種實驗室尺度、可產生穩定擴散火焰的裝置，成為研究燃料擴散燃燒和評價氣體滅火劑效能的有效實驗工具，其方法寫入了NFPA 2001(Standard on Clean Agent Fire ExtinguishingSystems)、ISO 14520-Part1(Gaseous fire-extinguishing systems-physicalproperties and system design)和GB/T20702-2006(氣體滅火劑滅火性能測試方法)等相關標準中，基于杯式燃燒器原理的改進型裝置在評價其他諸如泡沫滅火劑、高沸點氣體滅火劑、細水霧滅火劑、干粉滅火劑等不同類型的滅火介質上(如中國專利CN103454387A所公開的泡沫滅火劑實驗用杯式燃燒器、中國專利CN103901156A所公開的一種適用于蒸氣態滅火劑滅火性能測試的杯式燃燒器；論文Tianshui Liang,Runwan Li,Jing Li,Yanyan Xu,Wei Zhong,Jun Zhao,Siuming Lo.Extinguishment of hydrocarbon pool fires byultrafine water mist with ammonium/amidogen compound in an improved cupburner[J].Fire and Materials,2018,42(8)、付海雁.基于杯式燃燒器的超細干粉滅火劑滅火性能研究[D].南京理工大學,2015等)同樣得到了廣泛的應用。

現有的杯式燃燒器裝置一般用來測試滅火劑的臨界滅火濃度，基于此裝置的燃料燃燒產物及滅火劑與火焰作用產物分析的研究較少，而現有對滅火產物分析一般通過大尺度的實體火實驗進行研究。在對滅火劑機理研究的過程中，滅火劑臨界滅火濃度、滅火過程時間、滅火劑用量、火場溫度、火焰結構與形態、燃料性質和熱釋放速率及滅火劑與火焰作用產物生成量等因素和其間的關系對于滅火劑滅火效能、對環境與健康的危害性等滅火劑綜合性能的評估有著重要作用。杯式燃燒器作為實驗室尺度模型，相比大尺度實體火實驗，實驗條件更易控制，得到的實驗數據更為準確，在測量滅火濃度的基礎上分析此過程中燃燒特征參量和燃燒產物可提高滅火劑濃度測試的準確性并可深入研究燃燒與滅火機理。傳統的杯式燃燒器是相對敞開的體系，實驗裝置周圍的環境(如氣流擾動)會影響燃料燃燒和滅火過程，造成測量誤差。在滅火濃度計算上，需要確定火焰的熄滅時間以計算滅火劑使用量，滅火過程中燃料燃燒的特征參數會發生突變，而現有的方法一般是通過人為觀測火焰形態變化確定熄滅時間，精確性較低，造成滅火濃度測試結果的不準確。同時在對含鹵元素滅火劑臨界滅火濃度已有的研究中發現，滅火劑與火焰作用過程中，會有大量鹵化氫氣體(如氟化氫、氯化氫、溴化氫等)、酰鹵類氣體化合物(如碳酰氯、碳酰氟等)等劇毒產物生成。傳統杯式燃燒器實驗過程中，這些劇毒氣體會釋放到周圍環境中，對實驗人員的健康、實驗室設備和周圍環境都會造成嚴重的不可逆損害。這些劇毒腐蝕性產物生成量的精確測量，對滅火劑的適用條件和改進方法的研究也有著重要的意義。