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锥形量热仪主要用于测试纺织品的燃烧性能实验,在纺织和材料行业应用非常的广泛,是防火领域中小型尺寸的火灾试验设备,但它的一些试验结果可以用来预测材料在大尺寸试验和真实火灾情况下的着火性能。目前已被多个国家、地区及国际标准组织应用于建筑材料、高分子材料、复合材料、木材制品以及电缆等领域。
1、评价阻燃机理
由EHC,HRR和SEA等性能参数可讨论材料在裂解过程中的气相阻燃、凝聚相阻燃情况。若HRR下降,表明阻燃性提高,这也可由EHC降低和SEA增加得到;若气相燃烧不完全,说明阻燃剂在气相中起作用,属于气相阻燃机理。若EHC无大的变化,而平均HRR下降,说明MLR亦下降,这属于凝聚相阻燃。
2、评价材料的燃烧性能
综合HRR,pkHRR和TTI,我们可以定量地判断出材料的燃烧危害性。HRR,pkHRR愈大,TTI愈小,材料潜在的火灾危害性就愈大;反之,材料的危害性就小。
3、进行火灾模型化研究
发明锥形量热仪的初衷就是为了进行火灾模型设计,通过锥形量热仪可测定出火灾中能表征危害性的性能参数HRR,从而进行火灾模型设计。值得注意的是,在测试过程中,火灾模型设计需要的其他性能,如毒性、烟等也和HRR一并测出。
锥形量热仪主要用于评定材料和产品火灾特性,测试燃烧样品的产生热量,是防火测试领域的常用仪器,具有以下7大检测指标。
1.热释放速率(Heat Relea se Rate,简称HRR):
HRR 是指在预置的入射热流强度下,材料被点燃后,单位面积的热量释放速率。
HRR是表征火灾强度的重要性能参数,单位为kW/m2;HRR的大值为热释放速率峰值(Peak of HHR,简称pkHRR),pkHRR 的大小表征了材料燃烧时的大热释放程度。HRR 和pkHHR 越大,材料的烧烧放热量越大,形成的火灾危害性就越大。
2.总释放热(Total Heat Release ,简称THR):
THR 是指在预置的入射热流强度下,材料从点燃到火焰熄灭为止所释放热量的总和,单位为MJ/m?。
将HRR与THR结合起来,可以更好地评价材料的燃烧性和阻燃性,对火灾研究具有更为客观、全面的指导作用。
3.质量损失速率(Mass Loss Rate,简称MLR):
MLR是指燃烧样品在燃烧过程中质量随时间的变化率,它反应了材料在一定火强度下的热裂解、挥发及燃烧程度。
MLR值由5点数值微分方程算出,MLR 的单位为g/s。
除质量损失速率外,由CONE还可得到质量损失曲线,从而获取不同时刻下的残余物质量,便于直观分析燃烧样品的裂解行为。
4.烟生成速率(Smoke Produce Rate,简称SPR):
SPR 被定义为比消光面积与质量损失速率之比,单位为m2/S ,式中SEA为比消光面积(Specific Extinction Area),SEA表示挥发单位质量的材料所产生的烟,它不直接表示生烟量的大小,只是计算生烟量的一个转换因子,单位为m2/kg。
同样,总生烟量(Total Smoke Rate)可由积分得到,TSR=∫SPR,TSR 表示单位样品面积燃烧时的累积生烟总量,单位为m?/m?。
5.有效燃烧热(Effective Heat Combustion,简称EHC):
EHC表示在某时刻t时,所测得热释放速率与质量损失速率之比,它反应了挥发性气体在气相火焰中的燃烧程度,对分析阻燃机理很有帮助。
EHC的单位为MJkg-1。
6.点燃时间(Time to Ignition,简称TTI):
TTI是评价材料耐火性能的一个重要参数(单位:s),它是指在预置的入射热流强度下,从材料表面受热到表面持续出现燃烧时所用的时间。TTI 可用来评估和比较材料的耐火性能。
7.毒性测定:
材料燃烧时放出多种气体,其中含有CO,HCN,SO2,HCl,H2S等毒性气体,毒性气体对人体具有极大的危害作用,其成分及百分含量可通过锥形量热仪中的附加设备收集分析。
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