资源描述：
《锥形量热仪的工作原理及应用.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、仪器技术与应用锥形量热仪的工作原理及应用王庆国张军张峰(青岛科技大学高分子科学与工程学院青岛266042)E2mail:qgwang@263.sina.com摘要锥形量热仪是当前能够表征材料燃烧性能的最为理想的试验仪器,它的试验环境同火灾材料的真实燃烧环境接近,所得试验数据能够评价材料在火灾中的燃烧行为。本文介绍了锥形量热仪的结构、工作原理和应用,并就燃烧性能在材料评价、材料设计和火灾预防等方面的重要意义作了阐述。关键词锥形量热仪;氧耗原理;燃烧性能中图分类号TH89ThePrincipleandApplicationoftheC
2、oneCalorimeterWangQingguo,ZhangJun,ZhangFeng(QingdaoUniversityofScienceandTechnology,Qingdao266042,China)AbstractTheconecalorimeterhasmoreadvantagesthantheconventionalinstrumentsinmeasuringthecombus2tionpropertiesofmaterialsinrealfire.Theprincipleandapplicationoftheco
3、necalorimeterareintroducedinthispa2per.Also,thecombustionpropertiesobtainedbyusingtheconecalorimetercanbeusedforthematerialdesigningandfireforecasting.KeywordsConecalorimeter;oxygendepletionprinciple;combustionproperty目前,表征材料燃烧性能的试验方法较多,如氧区,如瑞典等也正在积极地制定相应的使用标准。[1]指数(L
4、OI)法、UL标准中的水平燃烧、垂直燃烧法及以CONE为试验仪器,我国已参照ISO非等效NBS烟箱法等。它们多是传统的小型试验方法,试验地制定了有关燃烧标准。但由于众多方面的原因,此操作环境与真实火灾相差较大,试验获得的数据也只标准并没有真正在我国得到推广应用。可以相信,随能用于一定试验条件下材料间燃烧性能的相对比较,着我国工业的不断发展和对材料阻燃性能的需要,不能作为评价材料在真实火灾中行为的依据。CONE必定会在我国的材料阻燃和火灾预防等领域起为能客观地评价真实火灾中材料的燃烧性能,到越来越重要的作用。1982年Babraus
5、kas等人开发设计了锥形量热仪(ConeCalorimeter,简称CONE)这一先进的试验仪器。CONE1锥形量热仪(CONE)的构造的燃烧环境极相似于真实的燃烧环境,其试验结果与大型燃烧试验结果之间存在很好的相关性,能够表征CONE主要由燃烧室、载重台、氧分析仪、烟测量出材料的燃烧性能,在评价材料、材料设计和火灾预系统、通风装置及有关辅助设备等六部分组成,见图1。防等方面具有重要的参考价值。111燃烧室经不断研制和改进,CONE现在已成为研究火灾截断锥形加热器、点火器、控制电路、挡风罩等构和评定材料燃烧性能的理想试验仪器。国际
6、标准组成了燃烧室。入射热流强度可根据不同的试验要求织(ISO)及美国、英国等国家已制定出应用CONE测适当选择;样品放在燃烧平台上由点火器点燃,燃烧定各种材料燃烧性能参数的标准,另外一些国家和地产物由通风系统排走。收稿日期:2002-8-28基金项目:本课题属/9730国家重大基础研究项目(2001CB40960103)。作者简介:王庆国,男,1971年生,讲师,山东莒南人,现主要从事高聚物材料阻燃和火灾中高聚物材料燃烧行为研究。36ModernScientificInstruments20036消耗单位质量的氧会产生基本上相同的
7、热量,即氧耗[2]燃烧热(E)基本相同。这一原理由Thornton在1918[3]年发现,1980年Huggett应用氧耗原理对常用易燃聚合物及天然材料进行了系统计算,得到了氧耗燃烧热(E)的平均值为13.1kJ/g,材料间的E值偏差为[4]5%。所以,在实际测试中,测定出燃烧体系中氧气的变化,就可换算出材料的燃烧放热。Q=E(mO,]-mO)(1)22$HC这里,E=。对不同材料,$HC与r0的值各r0不相同,若$HC与r0已知,可以求算相应的燃烧热。在实际测量中,通过测定O2的体积分数变化以求得#热释放率(q)。图1锥形量热仪
8、基本结构###112氧分析仪q=E(mO,]-mO)22氧分析仪是CONE的核心部分,它是一种高精度A0A-4$HC#MO2xO2-xO2的气体分析仪(精确到10),由氧分析仪可精确检验=mAAr0MA1-xO燃烧时通气管道中氧的的百分含量随时间的
