Устройство для определения индекса распространения пламени

: Мюэ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Ленинградский филиал Всесоюзного научно-исследовательского института противопожарной обороны(56) Авторское свидетельство СССР В 635415, кл. С 01 И 25/50, 1977.Пожаровзрывоопасность веществ и материалов. Номенклатура показателей и методы их определения. ГОСТ 12.1.044-84, 1984, с. 113.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИНДЕКСА РАСПРОСТРАНЕНИЯ ПЛАМЕНИ(57) Изобретение относится к областиисследования пожароопасных свойствтвердых материалов, а именно к уст"ройствам оценки скорости распространения пламени. Цель изобретения -повьппение достоверности определенияиндекса распространения пламени вусловиях кислородообогащенных сред ипри повышенных давлениях. Устройствосостоит из корпуса с датчиком давления, конфузора с краном давления,диффузора подачи воздуха с краномрасхода, двух сервоприводов на кранах давления и расхода, Верхняя частькорпуса соединена с раструбом конфузора, нижняя часть соединена с раструбом диффузора, по оси корпуса установлена разделительная перегородка,образующая в нем две идентичныепроточные камеры. В камерах установлены идентичные держатели образца.В стенке корпуса первой камеры установлена радиационная панель, во вто.рой камере на противоположных стенках корпуса установлены осветителии фотоэлементы. Оси пар осветитель -фотоэлемент ориентированы горизонтально. Ось первой пары осветительфотоэлемент проходит на уровне верхнего края перегородки, а ось второйпары - непосредственно над держателем образца. Сервоприводы крановрасхода и давления электрически связаны с выходом блока управления. Входблока управления связан с датчикомдавления и выходами фотоэлементов.6 ил.135058 Изобретение относится к областиисследования пожароопасных свойствтвердых материалов, а точнее к устройствам оценки скорости распростра 5нения пламени.Целью изобретения является повьпнение достоверности определения индекса распространения пламени в условиях кислородообогащенных ср д и при 10повьппенных давлениях,На фиг, 1 изображено устройстводля определения индекса распространения пламени по поверхности образцаматериала, общий вид; на Фиг. 2 : 15сечение А-А на Фиг, 1; на фиг. 3 -сечение Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4-6схемы, поясняющие работу устройства.Устройство состоит из корпуса 1,разделенного перегородкой 2 на камеры 3 и 4. Внутри камеры 3 размещены держатель 5 образца с запальником6 и образцом материала 7. Держатель 5образца жестко связан с дверцей 8,которая крепится к корпусу 1 с помощью болтов 9. Дверца 8 герметизируется на корпусе 1 прокладкой 10.Сверху корпус закрыт конфузором 11,переходящим в патрубок 12, На патрубке 12 смонтирован кран 15 давления с зосервоприводом 14. Внутри патрубка 12установлена термопара 15, Внутренниеповерхности корпуса 1, перегородки 2и конфузор 11 покрыты слоем теплоизоляции 16. Соединение корпуса 1 сконфуэором 11 герметизируется прокладкой 17, зажатой между фланцами18 е помощью болтов 19.Внутри камеры 4 симметрична и наодном уровне с держателем 5 образца. щразмещены имитаторы держателя 20 образца, запальника 21 и образца материала 22. Имитатор держателя 20 образца жестко связан с дверцей 23,которая крепится к корпусу 1 с помощью болтов 24. Дверца 23 герметизируется на корпусе 1 прокладкой 25.Снизу корпус 1 закрыт диффузором26 с набором сеток 27. К диффузору 26примыкает патрубок 28 с краном 29.расхода и его сервопривоцом 30. Соединение корпуса 1 с диффузором 26герметизируется прокладкой 31, зажатой между фланцами 32 с помощью болтов 33.55На боковой поверхности корпуса 1в камере 3 напротив держателя 5 образца заподлццо с поверхностью стенки установлено защитное стекло 34 ра 0 2диационной панели 35, получающейэлектропитание от программного блока 36 питания (ПБП).На боковой поверхности корпуса 1в камере 4 напротивдруг друга установлены.заподлицо с поверхностью стенок осветители 37 и Фотоэлементы 38таким образом, что оптические осикаждой пары осветитель-фотоэлементориентированы горизонтально. Причемоптическая ось 39 одной пары находится на уровне верхнего среза перегородки 2, а оптическая ось 40 другойпары проходит непосредственно надимитатором держателя 20 образца,Осветители 37 получают электропитание от стабилизатора 4 1 напряжения(СН). Фотоэлементы 38 связаны с блоком 42 управления кранами (БУК).На корпусе 1 установлен датчик 43давления (ДД), связанный с БУК 42. Спомощью силовых проводов 44 БУК 42связан с сервоприводами 14 и 30 кранов давления 13 и расхода 29.Устройство работает следующим образом,Снимаются дверцы 8 и 23. В держатель 5 образца закладывается образециспытываемого материала 7, а в имитатор держателя 20 образца в . имитаторобразца материала 22. Дверцы 8 и 23устанавливаются на место и корпус 1герметизируется с помощью прокладок10 и 25 при затяжке болтов 9 и 24.С помощью БУК 42 задается величина рабочего давления внутри корпуса 1. С помощью ДД 43 БУК 42 вырабатывает управляющие сигналы, которыепо проводам 44 управляют сервоприводами 14 и 30 и через них кранами 13и 29 так, что кран 29 открыт, а кран13 давления закрыт. Сжатый воздух(или газовая смесь) поступает в корпус 1. Давление в корпусе 1 повьппается до заданного. В дальнейшем БУК 42по сигналам ДЦ 43 регулирует положение кранов 13 и 29 таким образом,что кран 13 давления поддерживаетзаданную величину давления в корпусе 1, а кран 29 расхода пропускаетзаданное количество воздуха.Включаются СН 41, ПБП Зб и запальник 6. В ходе опыта ПБП 36 обеспечивает стабилизацию режима (ов) работырадиационной панели и, следовательно, заданную плотность теплового потока на поверхности образца материала 7Л 13505Поток тепловой энергии разогревает поверхность образца материала 7, Под воздействием мощного теплового поля запальника 6 материал воспламе 5 няется. Фронт пламени 45 начинает двигаться по поверхности образца материала 7 сверху вниз навстречу набегающему потоку свежего воздуха.Скорость набегающего на Фронт 10 пламени потока холодного воздуха оказывает влияние на скорость перемеще-ния фронта пламени и поэтому ее величина ограничивается. Имитация условий реального пожара соблюдается, когда фронт пламени возмущается только восходящим конвективным потоком, который сходит с поверхности образца материала.Если краны 13 и 29 закрыты, то под воздействием выделяющегося на образце тепла внутри корпуса 1 возникает циркуляция (линия 46 токана Фиг4). Весь объем корпуса 1 задымлен. Горение образца материала 25продолжается до тех пор, пока концентрация кислорода не снизится до уровня, ниже которого горение данного материала невозможно. Сигналы от Фотодиодов 38 в зависимости.от степе- З 0 ни потери оптической прозрачностисреды по осям 39 и 40 на входе в БУК 42 существенно ослаблены или полностью отсутствуют (символ - на фиг. 4).35В случае неограниченного расхода воздуха нижняя часть камеры 3 и камера 4 свободны от дыма Оптическая прозрачность среды по осям 39 и 40 не уменьшится. Поэтому фотодиоды 38 выдадут на БУК 42 сигналы номинальной величины (символ + и линии 47 и 48 тока на Фиг. 5). Подобный режим принудительного обдува образца, как влияющий на скорость распространения 45 пламени, неприемлем.Работа в режиме естественного обдува образца материала за счет энергии восходящего конвективного потока . достижима, если принудительный расход 50 воздуха соответствует объему сходяще, го с образца материала 7 конвективного потока, Из этого условия следует, что расход газа в камере 4 должен отсутствовать. Подтверждению отсутствия циркуляции (линия 46 тока на фиг. 4) должно служить нахождение оптической оси 40 в чистом, незадымленном воздухе. Индикатором эаполне 80ния конфузора 11 и верхней части корпуса 1 в камере 4 продуктами горения (дымом) является потеря или ослабление сигнала от Фотодиода на оптической оси 39. Отсюда следует, что БУК 42 должен поставить краны 13 и 29 в такое положение, чтобы при заданном давлении среды в корпусе 1 сигнал от фотодиодов 38 на оптической оси 40 присутствовал, а сигнал на оптической оси 39 отсутствовал или был ослаблен, В этом случае движение воздуха (линия 49 тока на фиг, 6), наблюдается только .в камере 3. В конфузоре 11 произойдет накопление продуктов горения (линия 50 тока на фиг. 6). В данном случае возникает температурная или термическая стратификация, определяемая разностью температур и, как следствие, плотностей сред, Эффект стратификации препятствует перемешиванию горячих дымовых газов в конфузоре 11 с чистым холодным воздухом в камере 4. Стратификация устойчива, поскольку легкий газ располагается над тяжелым.Восходящий конвективный потокформируется только за счет тепло- выделений на поверхности образца материала 7 от радиационной панели 35 и тепловыделений от Фронта пламени 45 горящей части образца. Локальный объем газов с повышенной температурой в камере 3 создаст локальный перепад давлений, подъемную силу и тем самым образует так называемый конвективный поток. Конструктивная идентичность выполнения камер 3 и 4 исключает влияние ограждающих конструкций на формирование и скорость подьема конвективного потока. Автоматическое обеспечение наличия сигнала на оптической оси 40 и его отсутствие (ослабление) на оптической оси 39 гарантирует соответствие объема поступающего воздуха объему Формирующегося конвективного потока.Время опыта ограничивается временем горения материала или 10 мин, если материал не загорелся. В ходе опыта фиксируются параметры; время воспламенения; длина сгоревшей части образца; максимальнач температура дымовых газов по показанию термопары 15; время достижения максимальъ ной температуры дымовых газов.Далее по замеренным параметрам подсчитывается величина индекса. рас13505 10 Устройство для определения индек- о са распространения пламени твердых 20 о материалов, содержащее радиационную панель, держатель образца с запаль- п ником и термопару, о т л и ч а ю - д щ е е с я тем, что, с целью повы- Р щения достоверности определения ин Ь п декса распространения пламени в усло- ц виях кислородообогащенных сред и при х повышенных давлениях, оно дополнительно содержит второй идентичныйдержатель образца, корпус с датчикомв-в пространения пламени, характеризую-щего пожароопасные свойства данного материала.С прекращением горения образца отключаются СН 41, ПБП Зб и БУК 42, при этом клапан 13 давления переводится в полностью открытое, а клапан 29 в закрытое положения. После опыта отворачиваются болты 9 снимается дверца 8, удаляются остатки образца материала 7 и чистится рабочий спай термопары 15. Смена образца материала 7 не требует перестановки имитатора образца материала 22. Формула изобретения 806давления, конфузор с краном давления, диффузор подачи воздуха с краном расхода, два сервопривода на кранах давления и расхода, два осветителя, два фотоэлемента и разделительную перегородку, верхняя часть корпуса соединена с раструбом конфузора, нижняя часть соединена с раструбом диффузора, по оси корпуса установлена разделительная перегородка, образующая в нем две идентичные проточные камеры, в каждой камере установлен держатель образца, в первой камере в стенке корпуса напротив держателя образца установлена радиационная панель, во второй камере на противоположных стенках корпуса установленысветители и фотоэлементы, оси парсвитетель - Фотоэлемент ориентированы гораэонтально, причем ось первойары осветитель - Фотоэлемент прохоит на уровне верхнего края перегоодки, а ось второй пары проходит не"осредственно над держателем образа, при этом сервоприводы кранов расода и давления электрически связаны с выходом блока управления, а вход блока управления связан с датчиком давления и выходами Фотоэлементов.1350580 Составитель В. Михатилло Техред Л. Олийнык Корректор А. Тяско Редактор Л. ак роизводственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная,5279/44ВНИИПИ Гопо делам113035, Мос Тиражударствеизобретва, Ж76 Подписноеного комитета СССРний и открытийРаушская наб., д. 4/5