火焰蔓延仪在消防领域的应用分析.pdf

火焰蔓延仪在消防领域的应用分析 张 欣 ，任常兴 ，吴 伟 ，李 晋 (公安部天津消防研 究所 ，天津 300381) 摘 要 ：分析小尺度量热装置火焰蔓延仪 (FirePropaga— 被测试样提供浓度可控 、气流速度可调的均匀气体氛 围。 tionApparatus，FPA)装置的构造特点，着重介绍红外加热系统 可供气源组成有 以下几种形式：(1)纯氮；(2)贫氧气体 (0 和气体控制 系统 ，分析可利用 FPA开展 的实验研 究。介绍 了 ≤0 21 )；(3)常态空气 ；(4)富氧气体 (2l ()≤ 国际上 的相关标准现状 ，将 FPA与相关量热仪进行 了对 比，并 4O )；(5)添加抑制剂的空气混合物 。 归纳总结 了国际上利用 FPA开展的研 究工作 。提 出了今后 可 以利用FPA在消防领域开展 的应用研 究工作及其重大意义。 ／ ；诗道lj ＼ — 关键词 ：火焰蔓延仪 ；热释放速率 ；缩尺度 ． — ． 眠 t攫 ll 风灿 中图分类号 ：X913．4。TK121 文献标志码 ：A l／一＼ 热电’偶、J嵩Lj气’体取样 二 文章编号 ：1009—0029(2013)02—0124—03 ；；f；，；； _．BB —Cr _．1B 目前 国际上认可 的、最能反映火灾实际情况 的测试 J A — 方法，是采用量热学耗氧原理的试验方法。该方法通过 · 测试材料热释放量、热释放速率等指标评价材料的火灾 1圉 -a：¨·o··． 一 安全性。基于耗氧原理的试验一般分为：实尺度 (full— scale)、中尺度 (middle—scale)和小尺度 (small—scale)。 FirePropagationApparatus(FPA)属于小尺度量热仪 ，在 图 l FPA装置构造简图 国外 已应用于防火研究及燃烧测试 ，能为火灾增长模型 和火灾烟气蔓延模型提供精确的材料特性数据 。 1 装置构造特点及分析 作为热释放量热仪 ，FPA装置主要用来测定材料的 引燃时间、热释放速率 、质量损失速率 、有效燃烧热 ，进而 得到表征材料可燃性的参数，如临界热辐射通量、热响应 参数及火焰蔓延指数 ，还可用于测量平均腐蚀指数及燃 烧产烟量 。FPA(见图1所示)主要 由试样燃烧室、排气 图 2 红外加 热器 装置 、称重系统、气体分析装置等组成 。红外加热系统与 1．3 装置特点 向试样供气 的气体控制系统是该装置 的独特之处 。 FPA的工作原理为耗氧原理 ，即大多数 固体材料完 1．1 红外加热系统 全燃烧每消耗一单位质量的氧气所释放的热量基本相 同 FPA采用红外加热系统 ，由4个红外加热器 (钨一石 (13．1mJ／kgO)。氧消耗法具有如