試驗裝置應(yīng)由以下部分組成:輻射板支架、樣品支架、引燃器和樣品夾,見圖4。其中輻射板支架和樣品支架是連接在一起,這樣可以保證樣品與輻射板之間的相對位置不變。
7.2 輻射板支架
7.2.1 鋼管架
鋼管架和相應(yīng)的供氣管道系統(tǒng)、保險裝置和流量計一同支撐輻射板。鋼管架由截面為40mm×40mm的方形鐵管構(gòu)成,用來支撐輻射板,輻射板中心高度為(1200±100)mm,輻射豎直放置,表面與鋼管架前表面的夾角為(15±3)°,見圖4。
7.2.2 輻射板
輻射板由多孔耐火瓷磚組成,多孔耐火瓷磚均勻地安裝在輻射表面上,尺寸約為480mm×280mm。充氣室位于輻射表面后部,由擋板和分氣管組成,用以平穩(wěn)地輸送燃氣/空氣的混合氣體。通過調(diào)節(jié)燃氣量來控制試驗所需的輻射通量。將一金屬網(wǎng)放在輻射板之前可以增加其發(fā)光率。
7.2.3 供氣系統(tǒng)
供氣系統(tǒng)為試驗供給所需的燃氣和空氣,可通過調(diào)節(jié)壓力流量調(diào)節(jié)器、防護設(shè)備和流量控制系統(tǒng)來完成。
注1:當(dāng)輻射板安裝在鋼管架上時,為便于連接,燃氣和空氣的混合氣體應(yīng)通過最近的一邊進入充氣室內(nèi)。
供氣系統(tǒng)要求如下:
a) 燃氣流量不應(yīng)小于1.0L/s,燃氣可以是天然氣、甲烷或丙烷。供氣壓力應(yīng)足以克服供氣過程中可能遇到的摩擦阻力,如經(jīng)過管道、調(diào)節(jié)器、控制閥、流量控制系統(tǒng)和輻射板時的摩擦阻力;
b) 空氣流量不應(yīng)小于9.0L/s,供氣壓力應(yīng)能克服供氣管線中的摩擦阻力;
c) 供空氣和供燃氣的閥門應(yīng)分開;
d) 燃氣管道上應(yīng)使用不可逆閥門和壓力調(diào)節(jié)器;
e) 出現(xiàn)異常情況時,如斷電、斷壓和燃燒表面溫度降低等,燃氣管道的電磁閥應(yīng)能自動關(guān)閉;
f) 供應(yīng)空氣時,應(yīng)備有特定的流量控制閥和過濾器;
g) 在現(xiàn)行的壓力和溫度下,流量控制系統(tǒng)能夠在0.5L/s~1.5L/s的范圍內(nèi)準確地指示出燃氣的流量,誤差不超過1%。
注2:通過調(diào)節(jié)氣流速度來控制輻射板溫度。
h) 在現(xiàn)行的壓力和溫度下,流量控制系統(tǒng)能夠在5L/s~15L/s的范圍內(nèi)準確地指示出空氣的流量,誤差不超過1%。
注3:由鋼管架支撐或安裝在鋼管架內(nèi)的裝置應(yīng)可調(diào)。
7.3 樣品支架
7.3.1 概論
樣品支架包括導(dǎo)軌、引燃器、鏡片和觀測等級標識,其中導(dǎo)軌用于支撐樣品夾,并將樣品夾置于特定位置。
7.3.2 鋼管架
鋼管架由截面為40mm×40mm的方形鋼管構(gòu)成,見圖4,通過螺母和定位片將其與輻射板的支撐構(gòu)架相連,它可以在12°~18°的范圍內(nèi)調(diào)整輻射板表面和樣品表面的夾角。
7.3.3 樣品安裝導(dǎo)軌
樣品安裝導(dǎo)軌確定了樣品夾頂部和底部邊緣的安裝位置,導(dǎo)軌由鋼材制成,能夠抗熱抗腐蝕。下面的導(dǎo)軌長700mm,表面有一個凹槽。樣品夾邊緣頂部應(yīng)由一個或多個插頭固定。導(dǎo)軌從框架的一端開始安裝,由鋼質(zhì)壁骨材料和螺母進行固定,其與支架的相對位置可調(diào),見圖2。
7.3.4 觀測鏡
觀測鏡長750mm,寬120mm,旋轉(zhuǎn)軸位于樣品夾具對面的支架底端,觀測鏡位于輻射板下,其位置和角度應(yīng)能使觀測者從觀測鏡中觀測到樣品以及樣品表面上的觀測等級標識,見圖5。

7.3.5 觀測等級標識
觀測等級標識用來提高火焰前鋒的觀測精度。
觀測等級標識是由抗熱的鋼制材料制成,長700mm,將100mm長的釘子每隔50mm的間距釘在它上面,觀測等級標識從樣品夾具導(dǎo)軌底端開始設(shè)定,這樣才能確保釘子與樣品劃線前端保持水平。
注:在某些情況下,樣品夾上使用V型標記更便于火焰蔓延的觀測。
7.4 樣品夾
樣品夾由厚度為(3±0.2)mm的鋼材制成,夾鉗靈活,能將樣品放在恰當(dāng)位置,見圖3。前面的邊緣應(yīng)有帶V型標記的鋸齒形邊緣,V型標記間隔50mm,以便于火焰蔓延的觀測。零點標識應(yīng)與樣品靠近輻射板的垂直邊相對應(yīng)。樣品夾的數(shù)量依具體實驗而定,一般不應(yīng)少于三個。
7.5 引燃器
引燃器為長約200mm的雙孔陶瓷管,陶瓷管直徑約為6mm,每個孔直徑為1.5mm。
注:應(yīng)選用合適的絕緣陶瓷來包裹熱電偶。
引燃器位于樣品支架上,其位置與待測樣品表面相對應(yīng),見圖6。經(jīng)由控制閥和流量計向引燃器供給丙烷/空氣的混合氣體,見圖7,丙烷純度應(yīng)大于等于95%。也可用其他氣體代替丙烷,但燃燒特性的差異會影響樣品引燃的特性,因此通常使用丙烷作為引燃氣體。




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