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建筑材料單體燃燒試驗機
一、適用范圍:
適用于確定建筑材料或制品,不包括鋪地材料中的對火反應性能的試驗方法。
二、符合標準:
符合GB/T 20284-2006 《建筑材料或制品的單體燃燒試驗》標準要求。
符合EN 13823:2002 建筑制品對火反應不含鋪地材料的建筑制品單體燃燒試驗方法。
符合EN 13823:2010 建筑制品對火反應不含鋪地材料的建筑制品單體燃燒試驗方法。
符合GB/T 8624-2012 《建筑材料及制品燃燒性能分級》標準要求。
三、主要特點(diǎn):
整機核心部分均采用進(jìn)口元器件:如氧氣分析儀器、二氧化碳、質(zhì)量流量計等。
外觀(guān)美麗,大氣
操作界面風(fēng)格和各方性能佳,還更優(yōu)于之。
維修方便、快捷,儀器使用壽命長(cháng),運行成本低。
采用集成控制柜及15寸電腦工控機。
采用丙烷校準,每KG熱釋放量(THR)值為4456MJ/KG±222.8MJ/KG;經(jīng)多次測定流速分布穩定。儀器準確性好、精密度高、穩定可靠。
配備相應的輔助設備及耗材,確保儀器正常運行。
提供產(chǎn)品印刷彩色樣本及設備詳細說(shuō)明
四、主要技術(shù)參數:
儀器組成:包括燃燒室、試驗設備(小推車(chē)、固定框架、燃燒器、集氣罩、收集器和導管)、排煙管道、煙氣采集系統、綜合測量系統裝置、數據收集分析裝置、燃氣供應控制裝置(整體設備放置空間為高6100mm×長(cháng)7100mm×寬6000mm含控制室空間左右
燃燒室一間:
燃燒室內尺寸:長(cháng)(3.0±0.2)m×寬(3.0±0.2)m×高(2.4±0.1)m,燃燒室內采用磚墻建成。
房間頂部有連接取樣管道的集氣罩和排煙管道,試驗過(guò)程中樣品的燃燒釋放熱量和燃燒生成物都要從排煙管道中排出。
燃燒室一面上設一開(kāi)口,以便于將小推車(chē)從毗鄰的實(shí)驗室移入該燃燒室里,開(kāi)口(框架)的尺寸為:寬度1470mmX高度2450mm,小推車(chē)下方有空氣自然進(jìn)出的空間;垂直試樣板的長(cháng)翼和短翼各正對的兩面墻上分別設有觀(guān)察窗口。
在燃燒室一側設有一個(gè)可關(guān)閉的門(mén),便于試驗完后清掃房間試驗殘渣。
小推車(chē)在燃燒室就位后,和U型卡槽接觸的長(cháng)翼試驗表面與燃燒室墻面質(zhì)檢的距離為(2.1±0.1)m,該距離為長(cháng)翼與所面對的墻面的垂直距離,燃燒室的開(kāi)口面積(不含小推車(chē)底部的空氣入口及集氣罩的排煙開(kāi)口)為0.05m2,如圖4所示。
燃料:商用丙烷氣體,純度≧95%。
試驗設備:
載樣小推車(chē):其上安裝兩個(gè)相互垂直的樣品試件(長(cháng)翼為1.5M翼,短翼為1.0M的樣品),在垂直角的底部有一砂盒燃燒器,小推車(chē)的放置位置使小推車(chē)背面正好封閉燃燒室墻上的開(kāi)口,為使氣流沿燃燒室地板均勻分布,在小推車(chē)底板下的空氣入口處配設有多孔板(其開(kāi)孔面積占總面積的40%~60%,孔眼直徑為8mm~12 mm)。
集氣罩:位于框架頂部,底部長(cháng)x寬1479mm的錐體形狀,內材質(zhì)為USU304不銹鋼,外材質(zhì)為鍍鋅板制成,用以收集燃燒產(chǎn)生的氣體;
收集器:位于集氣罩的頂部,帶有節氣板和連接排煙管道的水平出口。外尺寸580mmx580mm方形,內材質(zhì)為USU304不銹鋼,外材質(zhì)為鍍鋅板制成,中間為隔熱棉。
J型排煙管道:內徑為315mm±5mm的雙層隔熱圓管,中間用50mm厚的耐高溫礦物棉保溫,內材質(zhì)為USU304不銹鋼,外材質(zhì)為鍍鋅板制成。沿氣流方向配有以下部件:
① 與收集器相連的接頭,采用法蘭盤(pán)連接;
② 長(cháng)度為500mm的管道,內置3支熱電偶(為溫度測量熱電偶),熱電偶安裝位置距收集器至少400mm;
③ 長(cháng)度為1000mm的管道;
④ 兩個(gè)90°的彎頭(軸的曲率半徑為400mm);
⑤ 長(cháng)度為1625mm的管道,帶一葉片導流器和節流孔板,導流器距彎頭末端50mm,長(cháng)度為630mm,緊接導流器后是一厚度為(2.0±0.5)mm的節流孔板,該節流孔板的內開(kāi)口直徑為265mm、外開(kāi)口直徑為314mm;
⑥ 長(cháng)度為2155mm的管道,配有壓力探頭、微壓測量裝置(2臺)、四支熱電偶、氣體取樣探頭(2只)和白光消光系統,該部分稱(chēng)為"綜合測量區";見(jiàn)圖8
⑦ 長(cháng)度為500mm的管道;
熱電偶、壓力探頭、氣體取樣、煙密度安裝位置
4.4.6 兩個(gè)相同的沙盒燃燒器,其中一個(gè)位于小推車(chē)的底板上(為主燃燒器),另外一個(gè)固定在框架柱上(為輔助燃燒器),丙烷氣體通過(guò)砂盒燃燒器并產(chǎn)生30.7±2.0kW的熱輸出,其規格如下:
① 砂盒燃燒器形狀:腰長(cháng)為250mm的等腰直角三角形(俯視),高度為80mm,底部除重心處有一直徑為12.5mm的管套插孔外,頂部開(kāi)敞,其余全部封閉。在距離燃燒器底部10mm高度處應安裝一直角三角形多孔板。在距離底部12mm和60mm的高度處應安裝大網(wǎng)孔尺寸不超過(guò)2mm的金屬絲篩網(wǎng)。所有尺寸偏差不應超過(guò)±2mm。
② 材料:盒體由1.5mm厚的不銹鋼制成,從底部至頂部連續分布:高度為10mm的間隙層;大小為(4-8)mm、填充高度至60mm的卵石層;大小為(2-4)mm、填充高度至80mm的砂石層。卵石層和砂石層用金屬絲網(wǎng)加以穩固,以防止卵石進(jìn)入氣體管道內。采用的卵石和砂石為圓形且無(wú)碎石。
③ 主燃燒器的位置:主燃燒器安裝在小推車(chē)底板上并與試樣底部的U型卡糟緊靠。主燃燒器的頂邊與U型卡槽的頂邊水平一致,相差不超過(guò)±2mm。
④ 輔助燃燒器的位置:輔助燃燒器固定在與試樣夾角相對的框架柱上,且燃燒器的頂部高出燃燒室地板(1450±5)mm(與集氣罩的垂直距離為1000mm),其斜邊與主燃燒器的斜邊平行且與該斜邊的距離近。
⑤ 主燃燒器在試樣的長(cháng)翼和短翼方位都與U型卡槽緊靠。在兩個(gè)方向的U型卡槽里,都設有一擋片,其頂面與U型卡槽的頂面高度相同,且距安裝好的試樣兩翼夾角棱線(xiàn)0.3m(在燃燒器區域邊界處)。
⑥ 如果先前同類(lèi)制品的試驗因材料滴落到砂床上而引起試驗提前結束,那么應用斜三角形格柵對主燃燒器進(jìn)行保護,格柵的開(kāi)口面積至少應占總面積的90%。格柵的一側放在主燃燒器的斜邊上。斜三角形柵與水平面夾角為(45±5)°,該夾角可通過(guò)主燃燒器斜邊中點(diǎn)至試樣夾角作一水平直線(xiàn)來(lái)測得。
4.4.7 矩形屏蔽板:寬度為(370±5)mm、高度為(550±5)mm,由硅酸鈣板制成(其規格與背板規格相同),用以保護試樣免受輔助燃燒器火焰輻射熱的影響.矩形屏蔽板應固定在輔助燃燒器的底面斜邊上,其底邊中心位于燃燒器底面斜邊的中心位置處且遮住斜邊的整個(gè)長(cháng)度,并在斜邊兩端各伸出(8±3)mm,其頂邊高出輔助燃燒器頂端(470±5)mm。
4.4.8 質(zhì)量流量控制器:量程:0~2.5g/s,其中在量程范圍(0.6~2.5)g/s;精度1%;數顯,帶4~20mA輸出,通過(guò)采集卡直接可由電腦控制,反應速度快,控制精度高。
4.4.9 供氣開(kāi)關(guān):主輔燃燒器切換在120±5S時(shí)點(diǎn)燃輔燃燒器并將丙烷燃燒器的流量調至(647±10)mg/s,在300±5S丙烷氣體從輔燃燒器轉換到主燃燒器;用以向其中一個(gè)燃燒器供應丙烷氣體,該開(kāi)關(guān)放置丙烷氣體同時(shí)被供給兩個(gè)燃燒器,但燃燒器切換的時(shí)間段除外(在切換瞬間,輔助燃燒器的燃氣輸出量在減少而主燃燒器的輸出量在增加),該燃燒器切換響應時(shí)間不超過(guò)12s,能在燃燒室外操作開(kāi)關(guān)及上述的主要閥門(mén)。
4.4.10 背板:用以支撐小推車(chē)中試樣的兩翼。背板的材料為硅酸鈣板,其密度為(800±150)kg/m3,厚度為(12±3)mm,尺寸為:
① 短翼背板:(>570+試樣厚度)mm×(1500×5)mm;
② 長(cháng)翼背板:(1000+空隙寬度±5)mm×(1500±5)mm。
③ 短翼背板寬于試樣,多余的寬度只能從一側延伸出。對安裝留有空隙的試樣而言,增加長(cháng)翼背板的寬度,所增加的寬度等于空隙的尺寸。
4.4.11 活動(dòng)板:為允許在試樣兩翼的后面增加空氣流,應可用它們一半大小的板替換,遮擋上半部分間隙。
4.4.12 點(diǎn)火源:置于小推車(chē)上垂直角落里的31KW的丙烷直角沙盒燃燒器(邊長(cháng)為250MM高為80MM)。
4.4.13 采用可調節的治夾具,裝卸樣品非常方便。
4.5 煙氣采樣系統 :
4.5.1 煙氣采樣系統:由采樣管、煙灰過(guò)濾器、冷阱、干燥柱、泵和廢液調節器組成,能保證有效地采集煙氣樣品并吸收掉尾氣。
4.5.2 在排煙管道中設置有綜合取樣區用于放置傳感器和取樣管。
4.5.3 抽排煙流量范圍:為0.50立方米/S~0.65立方米/S(標準溫度為 298K 時(shí))速度持續抽排煙氣;采用計算機通過(guò)變頻控制風(fēng)機、執行自動(dòng)調節風(fēng)速;
4.5.4 排煙管道配有兩個(gè)側管(內徑為45mm的圓形管道),與排煙管道的縱軸水平垂直且其軸線(xiàn)高度位置與排煙管道的縱軸線(xiàn)高度相等。
4.5.5 試驗室內環(huán)境溫度測量:直徑為1mm的K型鎧裝熱電偶,溫度測量精度為0.5℃,環(huán)境壓力測試:±200Pa。
4.5.6 隔膜泵:流量為60L/min,真空度: 700㎜Hg,壓力: 2.5 bar。
4.5.7 煙塵過(guò)濾器:濾頭為固體PTFE組成,內部為0.5um PTFE過(guò)濾材料。
4.5.8 CO2過(guò)濾器:內附CO2過(guò)濾材料,濾頭為固體PTFE組成,高防腐。
4.5.9 水分過(guò)濾器:濾頭為固體PTFE組成,底部液體可通過(guò)蠕動(dòng)泵排出。
4.5.10 冷阱:為壓縮機式冷凝器,冷卻容量320KJ\h,露點(diǎn)穩定度0.1度,露點(diǎn)靜態(tài)變化0.1K,防護等級IP20。
4.5.11 轉子流量計:量程為0-5L\min。
4.6 綜合測量裝置:
4.6.1 綜合測量區溫度測量:采用三支熱電偶,均為直徑為0.5mm且符合GB/T16839.1要求的鎧裝絕緣K型熱電偶,其觸點(diǎn)均應位于距軸線(xiàn)半徑為(87±5)mm的圓弧上,其夾角為120 °
4.6.2 排煙管道差壓變送器:采用高精度差壓變送器,測量管道差壓,為高精度雙向探頭,量程為(0~100)Pa、精度為±1Pa,壓力傳感器90%輸出響應時(shí)間多為1s;
4.6.3 氣體取樣探頭,與氣體調節裝置和O2、CO2進(jìn)口氣體分析儀相連。
① 氧氣(O2)分析儀:采用德國(西門(mén)子)SIEMENS,順磁式。
1)測量范圍:(0-25)%
2)信號輸出:4-20mA;
3)分辨率100×10-6
4)相對濕度:<90%(無(wú)凝結);
5)線(xiàn)性度偏差:<±0.1% O2;
6)零點(diǎn)漂移:≤0.5%/月;
7) 量程漂移: ≤0.5%/月
8) 內部信號處理時(shí)間小于1S;
9) 響應時(shí)間:T90<5秒
10) 重復性:<±0.02% O2;
11) 本機顯示:LCD液晶顯示屏(帶背光)
12) 模擬輸出:4~20mA 750Ω
13) 環(huán)境溫度:5℃~+45℃;供電:220VAC±10%,50~60Hz。
14) 30min內分析儀的噪聲漂移均不超過(guò)0.01%;數據采集輸出的分辨率優(yōu)于 0.01%6;
② 二氧化碳(CO2)分析儀:原產(chǎn)地為德國AGM Sensors非分光紅外(NDIR)傳感器模塊:
1)測量原理:非分光紅外NDIR,雙波長(cháng),單束;
2)測量范圍:0-10%;
3)反應時(shí)間: ≤6s;
4)精度:滿(mǎn)量程±2% FS
5)穩定性:滿(mǎn)量程±2% FS ( 12 個(gè)月以上)
6)重復精度:±0.2%(零點(diǎn)時(shí)), 1%(樣氣時(shí))
7)低檢測值: <滿(mǎn)量程1%FS
8)線(xiàn)形誤差: <滿(mǎn)量程2%FS
9)狀態(tài)/故障控制:雙色 LED 顯示
10)狀態(tài)/故障輸出: +5V HCMOS on 34-Pin 連接器
11)模擬輸出:4~20mA 750Ω
12)環(huán)境溫度:5℃~+45℃
13)供電:220VAC±10%,50~60Hz 5000W
14)30min內分析儀的噪聲漂移均不超過(guò)100 ×10-6
4.6.4 光衰減系統:為白熾光型,采用柔性接頭安裝于排煙管的側管上,并包含以下裝置:
①光源:為白熾燈并在(2900±100)K的色溫下使用。電源為穩定的直流電,且電流的波動(dòng)范圍在±0.5%以?xún)?/span>(包括溫度、短期及長(cháng)期穩定性)。
②透鏡系統:用以將光聚成一直徑至少為20mm的平行光束。光電管的發(fā)光孔應位于其前面的透鏡的焦點(diǎn)上,且其直徑(d)應視透鏡的焦距(f)而定以使d/f小于0.04。
③火焰探測器:分火焰檢測器和控制器,具有火焰熄火自動(dòng)報警。色度標準精確± 5% ,輸出線(xiàn)性度(透過(guò)率)<3% ,絕對透過(guò)率 <1% 。
④進(jìn)口光學(xué)測量元件:測量范圍為400-750nm可見(jiàn)光范圍,透過(guò)率精度為0.01%,光密度范圍為0-4,煙密度精度為±1%,V (λ)匹配誤差:f1≤4線(xiàn)性度》99.8%,不穩定度《0.1%。
⑤光衰減系統的90%響應時(shí)間不超過(guò)3s,向側管內導入空氣以使光學(xué)器件保持符合光衰減漂移要求的潔凈度,可使用壓縮空氣來(lái)替代自吸式系統,具體參數如下:
1)光源:為白熾燈
2)標稱(chēng)功率:100W
3)標稱(chēng)電壓:12V
4)精度:±0.01V
5)標稱(chēng)光通量:2000~3000Lm
6)標稱(chēng)色溫:2800K~3000K,滿(mǎn)足GB/T17651.1 5.2要求。
7)接受器:為硅光電池,經(jīng)板卡放大信號,通過(guò)I/O板卡輸入到電腦,光譜響應與國際照明委員長(cháng)(CIE)的測光儀相匹配。
8)安裝:安裝在長(cháng)度為150mm的管子一端,另一端為防塵窗,管子內壁為光澤黑色,防反射。
9)透光率0%為無(wú)光線(xiàn)通過(guò),透光率100%光無(wú)遮擋通過(guò)。
10)可測透光率范圍(0~100)%;
4.7 其他通用裝置:
4.7.1 熱電偶:為符合GB/T16839.1要求、直徑為(2±1)mm的K型熱電偶,用以測量進(jìn)入燃燒室空氣的環(huán)境溫度。熱電偶應安置在燃燒室的外墻上,與小推車(chē)開(kāi)口間的距離不超過(guò)0.20m且離地板的高度不超過(guò)0.20m。
4.7.2 數據采集系統:采用計算機控制方式,RS-232通訊接口,數據采集系統可收集記錄氧氣濃度、二氧化碳濃度、煙道溫度、環(huán)境溫度和濕度、煙密度、600s總熱釋放速率THR600s、燃燒增長(cháng)速率指數FIGRA、質(zhì)量損失率等試驗數據,可保存,數據采集精度如下:
1)測量環(huán)境壓力裝置:精度為±200Pa(2mbar)
2)O2和CO2,精度為100×10-6(0.01%),
3)測量室內空氣相對濕度裝置:20%~80%,精度±5%
4)溫度測量:0-400℃; 精度±0.5℃。
5)時(shí)間記錄系統精度:0.1S。
6)測試時(shí)間:1~99m/s可設定。
7)氣體分流調節器通過(guò)質(zhì)量流速控制器調節丙烷流量,應能自動(dòng)控制燃燒器的燃氣供應,燃氣質(zhì)量流速為(647mg/s±10)和2000 mg/s,燃氣控制系統能保證試驗過(guò)程中引燃火焰的燃氣供應速度變化不應超過(guò)5mg/s 保證輸出熱量30.7±2kW。
8)其他參數的精度:為滿(mǎn)量程輸出值的0.1%。采集系統應每3s自動(dòng)記錄儲存一次,包含以下參數:①時(shí)間、②通過(guò)燃燒器的丙烷氣體的質(zhì)量流量、③雙向探頭的壓差、④相對光密度、⑤O2濃度、⑥CO2濃度、⑦小推車(chē)底部空氣導入口處的環(huán)境溫度、⑧綜合測量區的三點(diǎn)溫度、煙道溫環(huán)境和濕度;使用中國臺灣研華數據采集板卡。
4.8 計算機控制系統:
4.8.1 設備采用計算機控制和手動(dòng)雙重控制方式,采用儀器設備專(zhuān)用開(kāi)發(fā)軟件LabeView及數據采集控制卡;控制試驗過(guò)程中可以實(shí)時(shí)查看試驗數據曲線(xiàn),可實(shí)現自動(dòng)數據采集和處理、數據保存和輸出測定結果及故障報警等功能,計算機異常時(shí)可切換為手動(dòng)操作,保證試驗安全性。
4.8.2 包含各個(gè)傳感器校準、系統校準。
4.8.3 試驗記錄(3秒/次)按編號存儲,可隨時(shí)查詢(xún);可以實(shí)時(shí)查看試驗報表打印效果,只需點(diǎn)擊開(kāi)始、計算和保存等按鈕就可完成,使用簡(jiǎn)便。儲存以下有關(guān)數值:時(shí)間(s)、通過(guò)燃燒器的丙烷氣的質(zhì)量流量(mg/s)、雙向探頭的壓差(Pa)、相對光密度、O2濃度(V氧氣/V空氣)%、CO2濃度(V二氧化碳/V空氣)%、小推車(chē)底部空氣導人口處的環(huán)境溫度(K)、綜合測量區的三點(diǎn)溫度值(K)。
4.8.4 同時(shí)增加數據調取功能,可以加載以往的實(shí)驗數據進(jìn)行從新計算并形成報告。
4.8.5 可判斷試驗過(guò)程是否提前結束,即使試驗中斷也還可以在任意時(shí)間繼續完成該試驗。
4.8.6設備采用傳感器、分析儀量程及精度均滿(mǎn)足試驗要求,質(zhì)量可靠保證,并具有自行校準功能。