Конический калориметр - Cone calorimeter

А конический калориметр это устройство, используемое для изучения огнестойкости небольших образцов из различных материалов в конденсированной фазе. Он широко используется в области Техника пожарной безопасности.[1]

Он собирает данные о времени возгорания, потере массы, горение продукты, скорость тепловыделения и другие параметры, связанные со свойствами горения образца. Принцип измерения скорости тепловыделения основан на принципе Хаггетта.[2] что общая теплота сгорания любого органический материал напрямую связано с количеством кислород требуется для горения.

Потребление кислорода калориметрия сделала измерение скорости тепловыделения при пожаре стандартной частью пожарных испытаний как для исследований, так и для обеспечения соответствия нормативным требованиям. Скорость тепловыделения является основным показателем размера пожара, который лежит в основе современных противопожарная защита инженерия. Устройство позволяет подвергать образец различным воздействиям. тепловые потоки по его поверхности. Его название происходит от конической формы лучистого нагревателя, который создает почти равномерный тепловой поток по поверхности исследуемого образца.[3]

Конический калориметр долгое время считался самым важным настольным прибором в области пожарных испытаний. Это было подтверждено в 2016 году премией DiNenno Prize в размере 50 000 долларов США, в которой калориметрия потребления кислорода была признана значительным техническим достижением, оказавшим серьезное влияние на общественную безопасность.[3] Премия Филипа Дж. Диненно в 2016 г. была присуждена доктору Уильяму Паркеру, который провел свои исследования конусного калориметра в Национальное бюро стандартов США. Премия ДиНенно была признана его покойным сотрудником NIST, доктором Клейтоном Хаггеттом. Среди других, кто внес свой вклад в раннюю разработку и применение калориметрии потребления кислорода, были Питер Хинкли, Уильям Кристиан, Томас Уотерман, Даррил Сенсениг, Ральф Краузе, Ричард Ганн, Вито Бабраускас, Гуннар Хескестад, Норм Альварес, Дональд Бисон и Брэди Уильямсон. Fire Testing Technology Limited (FTT) в Великобритании в настоящее время является крупнейшим производителем конических калориметров.

Конусный калориметрический столик во время использования. Обратите внимание, что термопластические стенки окружают аппарат, обеспечивая безопасное разделение между пламенем и ученым.

Пожарная безопасность

Конический калориметр - полезный прибор при испытаниях и исследованиях огня. Он позволяет охарактеризовать огнестойкие свойства небольших образцов материалов (примерно 100 * 100 мм * мм). Огнестойкие характеристики материала можно определить с помощью нескольких различных стандартных моделей конусного калориметра, которые можно использовать для оценки различных характеристик горючих материалов. Исследования с использованием конических калориметров можно использовать для проверки безопасности продукции, окружающей среды и здравоохранения.

Это устройство важно при решении вопросов безопасности. Используя устройство, легче увидеть, сколько различных материалов вступает в реакцию с огнем. Зная эту информацию, можно легко разработать правила техники безопасности для защиты людей, которые часто контактируют или работают с материалом. Важно знать и понимать воспламеняемость, теплота сгорания, воспламеняемость, тепловыделение и дымообразование многих материалов для поддержания безопасной окружающей среды, все это можно измерить с помощью калориметра. Конусный калориметр представляет собой аппарат уменьшенного размера. При использовании результатов конуса для прогнозирования реальных пожаров необходимо учитывать масштабные эффекты.

Использовать

Многие устройства, которые использовались до изобретения конического калориметра, были очень неисправны и имели несколько экспериментальных ошибок. Однако исследования улучшились с добавлением конусного калориметра в 1982 году. В отличие от любого другого прибора, конический калориметр представил «систему для оптического измерения дыма и сажа уступить гравиметрически ». Изменения в конструкции позволили значительно упростить эксплуатацию устройства и повысить надежность данных. В настоящее время он считается одним из самых важных устройств для пожарных испытаний и техники противопожарной защиты, и с годами его использование в исследованиях расширилось.

Огневой калориметр используется для помещения небольшого образца в алюминиевая фольга l, шерсть и удерживающий каркас, который воспламеняется ниже вытяжка. Между ними помещен конический нагреватель для воспламенения материалов. Конусообразный нагревательный элемент из инконеля обеспечивает контролируемый поток излучения на образец, превращая электричество в тепло, подобно электрическому тостеру или духовке. Воспламеняемость образца может быть охарактеризована как функция теплового потока на образец. Конический нагреватель открыт в центре, позволяя продуктам сгорания течь вверх в выхлопной канал.

Вентиляция также является очень важной частью устройства, как и электроэнергия для работы конического нагревателя. Небольшой запас воды необходим для охлаждения и регулирования нагрева в системе устройства. С температура и давление оцениваются, необходимы два разных измерительных инструмента в выхлопной трубе. С помощью этого устройства также собираются пробы газа, измерения дыма и скопления сажи.

Стандарты испытаний

  • ASTM E 1354
  • ASTM D 5485
  • CAN / ULC-S135
  • ISO 5660-1
  • NFPA 271

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Твилли, Уильям Х. (1988). «Руководство пользователя конического калориметра». Технический отчет NASA Sti / Recon N. 89: 22086. Bibcode:1988STIN ... 8922086T.
  2. ^ Хаггет, С. (1980). «Оценка скорости тепловыделения по измерениям потребления кислорода». Огонь и материалы. 4 (2): 61–65. CiteSeerX  10.1.1.208.8855. Дои:10.1002 / fam.810040202.
  3. ^ а б Бейлер, Крейг (14 января 2017 г.). «Калориметрия потребления кислорода, Уильям Паркер: приз ДиНенно 2016». Обзоры пожарной науки. 61 (1). Дои:10.1186 / s40038-016-0016-z. CC-BY icon.svg Материал был скопирован из этого источника, который доступен под Международная лицензия Creative Commons Attribution 4.0.

внешняя ссылка