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氣體滅火劑滅火濃度的杯式燃燒器法詳情—四川國晉消防分享

作者: 編輯: 來源: 發(fā)布日期: 2021.04.05
信息摘要:
氣體滅火劑是氣體滅火系統(tǒng)的重要組成。氣體滅火劑具有保護設(shè)備無污染、無損害等優(yōu)點,同時不同的滅火劑的滅火濃度、滅火效率也各有不同,接下來四川國…

氣體滅火劑是氣體滅火系統(tǒng)的重要組成。氣體滅火劑具有保護設(shè)備無污染、無損害等優(yōu)點,同時不同的滅火劑的滅火濃度、滅火效率也各有不同,接下來四川國晉消防就來為您分享一下氣體滅火劑滅火濃度的測試方法,這一章主要為大家分享杯式燃燒器測試法,具體內(nèi)容如下:

氣體滅火劑滅火性能測試方法—附錄A-700


氣體滅火劑滅火性能測試方法 

1 范圍

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了使用杯式燃燒器確定氣體滅火劑滅可燃氣體和可燃液體火時,滅火劑在空氣中滅火濃度的試驗方法和在三元體系中(燃料、滅火劑、空氣)基于燃燒性曲線數(shù)據(jù),測定滅火劑的惰化濃度的試驗方法。
    本標(biāo)準(zhǔn)適用于氣體滅火劑滅火濃度和惰化濃度的測試。

2 規(guī)范性引用文件

下列文件中的條款通過本標(biāo)準(zhǔn)的引用而成為本標(biāo)準(zhǔn)的條款。凡是注日期的引用文件,其隨后所有的修改單(不包括勘誤的內(nèi)容)或修訂版均不適用于本標(biāo)準(zhǔn),然而,鼓勵根據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)達成協(xié)議的各方研究是否可使用這些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本適用于本標(biāo)準(zhǔn)。

GB/T 5907 消防基本術(shù)語 第一部分

3 術(shù)語與定義

    GB/T 5907確立的以及下列術(shù)語和定義適用于本標(biāo)準(zhǔn)。
3.1 滅火濃度 extinguishing concentration
    不考慮任何安全系數(shù),在確定的實驗條件下?lián)錅缣囟ㄈ剂匣鹚枰臏缁饎┳畹蜐舛取?br> 3.2 惰化濃度 inerting concentration
使某一種可燃氣體和空氣的混合物在任何比例下都不能燃燒所需氣體滅火劑的最低體積百分濃度。

4 測定方法

4.1 氣體滅火劑滅火濃度的測試方法

氣體滅火劑滅火濃度的測試采用杯式燃燒器法,見附錄A。

附錄A(規(guī)范性附錄)杯式燃燒器法測定氣體滅火劑的滅火濃度

A.1 試驗原理

    本附錄提出了使用杯式燃燒器確定氣體滅火劑滅可燃氣體和可燃液體火時,滅火劑在空氣中滅火濃度的試驗方法。
在同軸流動的空氣流中心位置處,圓形杯中燃料燃燒擴散的火焰被在這一空氣中加入的氣體滅火劑撲滅。

A.2 試驗設(shè)備

A.2.1 概要
杯式燃燒器測量裝置的布局和結(jié)構(gòu)如圖A.1所示。所標(biāo)注的尺寸,除另有說明外,所有尺寸的誤差均為±5%。
圖A.1 杯式燃燒器

圖A.1 杯式燃燒器

         a)燃燒杯和測試燃料容器               b)加熱杯詳圖
    1——液面調(diào)節(jié)架;        5——內(nèi)壁與外壁間電加熱絲;
    2——轉(zhuǎn)子流量計          6——熱電偶管;
    3——空氣;              7——加熱器接頭。
    4——滅火劑;
A.2.2 杯
    杯應(yīng)是圓形的,由玻璃、石英或鋼制成;外徑范圍是28mm~31mm,壁厚1mm~2mm;杯頂部邊緣倒角45°。如圖A.1所示,杯內(nèi)頂部中央以下2mm~5mm處應(yīng)有測溫裝置,可測量杯內(nèi)此處燃料的溫度;有加熱燃料的裝置,可對杯中的燃料加熱。杯的實際形狀與圖中所示相似。用于氣體燃料的杯子應(yīng)在其頂部裝有可獲得均勻氣流的裝置(如:杯子可以用耐火材料填充)。
A.2.3 煙筒
    煙筒是圓形的,用玻璃或石英制成,內(nèi)徑(85±2)mm,壁厚2mm~5mm,高度(535±5)mm。
A.2.4 擴散器
    擴散器在煙筒底部,可以導(dǎo)入空氣和滅火劑的預(yù)混流,以便在煙筒截面上均勻分布空氣和滅火劑流量。擴散器內(nèi)空氣和滅火劑溫度應(yīng)為(25±10)℃,使用校準(zhǔn)的感溫器測量。
A.2.5 燃料供應(yīng)
    供應(yīng)液態(tài)燃料應(yīng)是可調(diào)節(jié)的,以保證輸送到杯內(nèi)的液體燃枓維持在固定的液位,供應(yīng)氣體燃料應(yīng)可以控制,要以固定的流量輸送到杯中。
A.2.6 集氣管
    空氣和滅火劑在集氣管中匯集成為單一的混合流輸送入擴散器。
A.2.7 空氣供應(yīng)
    將空氣送入集氣管,空氣流速可以調(diào)節(jié),應(yīng)使用已校準(zhǔn)的裝置測量空氣流量。
A.2.8 滅火劑供應(yīng)
    將滅火劑送入集氣管,滅火劑的流速可以調(diào)節(jié),如果按A.6.2方法確定滅火劑濃度,應(yīng)該用已校準(zhǔn)的裝置測量滅火劑流量。
A.2.9 輸送裝置
    輸送裝置應(yīng)以氣體形式向杯式燃燒器輸送有代表性的、可測量的滅火劑樣品。

A.3 材料

A.3.1 空氣
    空氣應(yīng)清潔、干燥、無油,其中氧的體積百分比濃度為(20.9±0.5)%。應(yīng)記錄所用空氣的來源和氧的含量。
    注:商用高壓容器供應(yīng)的空氣其氧含量與20.9%有差別。
A.3.2 燃料
    所用燃料的類型和質(zhì)量應(yīng)是合格產(chǎn)品。
A.3.3 滅火劑
滅火劑的類型應(yīng)是經(jīng)確認(rèn)的合格產(chǎn)品,并應(yīng)與提供者的說明書相符合。多組分滅火劑應(yīng)預(yù)混后提供。液體滅火劑應(yīng)以純凈滅火劑提供,不要用氮氣加壓。

A.4 采用可燃液體為燃料測定氣體滅火劑滅火濃度的試驗步驟

A.4.1 將可燃液體放入燃料供應(yīng)罐中。
A.4.2 將燃料導(dǎo)入杯中,調(diào)節(jié)液面水平與杯頂部距離在5mm~10mm內(nèi)。
A.4.3 運行杯的加熱裝置,使燃料達到(25±3)℃或者開口杯式閃點以上(5土3)℃,選擇較高者。在此過程中,應(yīng)調(diào)整杯中燃料液位,使其在燃料測溫裝置的上方。
    注:給出的燃料溫度是試驗開始時的溫度。
A.4.4 調(diào)節(jié)空氣的流量為10L/min。
4.4.5 點燃燃料。
A.4.6 通入滅火劑之前,燃料應(yīng)預(yù)燃60s~120s。在此期間將杯中燃料的液位調(diào)至距杯頂1mm之內(nèi)。
A.4.7 開始通入滅火劑。逐漸增加滅火劑的流量,直至火焰熄滅。在火焰熄滅的時候記錄滅火劑和空氣的流量。增加滅火劑流速會導(dǎo)致滅火劑的濃度增加,這一增加不要超過先前濃度值的2%。在滅火劑流量調(diào)整后,應(yīng)等一段時間(10s),使得在集氣管中新比例的滅火劑和空氣能到達杯的位置。在此過程中,液位保持在距杯的頂部1mm內(nèi)。
    注:開始試驗時,大量增加流速以獲得所需的滅火劑流量,隨后的試驗中在接近臨界流量時,開始少量增加流量直至火焰熄滅為止。
A.4.8 按照A.6的規(guī)定確定滅火劑的滅火濃度。
A.4.9 下步試驗前,應(yīng)清除杯中的燃料和所有附著在杯上的殘余物以及燃燒的煙黑。
A.4.10 在空氣的流量分別為20L/min、30L/min、40L/min、50L/min條件下,重復(fù)A.4.1至A.4.9試驗步驟。
A.4.11 繪制由A.4.8確定的滅火濃度/空氣流量曲線圖,確定該曲線圖上的穩(wěn)定區(qū)(即滅火濃度最大且不受空氣流量影響的空氣流量范圍)。如果圖上沒有穩(wěn)定區(qū),應(yīng)按A.4.10對大于50L/min的空氣流量進行進一步測量。
A.4.12 將可燃液體放入燃料供應(yīng)罐中。
A.4.13 將燃料導(dǎo)入杯中,調(diào)節(jié)液面與杯頂部距離在5mm~10mm內(nèi)。
A.4.14 運行杯的加熱裝置,使燃料達到(25±3)℃或者開口杯式閃點以上(5±3)℃,選擇較高者。在此過程中,調(diào)整杯中燃料液位。使得燃料液位在燃料測溫裝置的上方。
    注:給出的燃料溫度是試驗開始時的溫度。
A.4.15 調(diào)節(jié)空氣的流量達到按A.4.11確定的穩(wěn)定區(qū)域上的流量。
A.4.16 點燃燃料。
A.4.17 通入滅火劑之前,燃料應(yīng)預(yù)燃60s~120s。在此期間將杯中燃料的液位調(diào)至距杯頂1mm之內(nèi)。
A.4.18 開始通入滅火劑。逐漸增加滅火劑的流速,直至火焰熄滅。在火焰熄滅的時候記錄滅火劑和空氣的流量。增加滅火劑流速會導(dǎo)致滅火劑的濃度增加,這一增加不要超過前面值的2%。在滅火劑流量調(diào)整后,應(yīng)等一段時間(10s),使得在集氣管中新比例的滅火劑和空氣能到達杯的位置。在此過程中,液位保持在距杯的頂部1mm內(nèi)。
    注:開始試驗時,大量增加流速以獲得所需的滅火劑流量時,隨后的試驗中在接近臨界流量時,開始少量增加流量直至火焰熄滅為止。
A.4.19 下步試驗前,應(yīng)清除杯中的燃料和所有附著在杯上的殘余物以及燃燒的煙黑。
A.4.20 重復(fù)四次A.4.12至A.4.19試驗步驟。
A.4.21 根據(jù)5次試驗平均值并按A.6的規(guī)定計算在未加熱燃料的條件下滅火劑的滅火濃度。
A.4.22 重復(fù)A.4.12至A.4.20的試驗步驟,使燃料溫度保持在低于其沸點5℃,或者200℃,選擇較低者。在整個試驗過程中燃枓溫度應(yīng)保持在此限定范圍內(nèi)。
A.4.23 根據(jù)A.6的規(guī)定及5次試驗平均疽,確定在加熱燃料的條件下氣體滅火劑的滅火濃度。

A.5 采用可燃氣體為燃料測定氣體滅火劑滅火濃度的試驗步驟

A.5.1 用于氣體燃料的杯應(yīng)能在杯頂部獲得均勻的氣流。例如,將用于液體燃料的杯用耐火材料和沙填充就可以。
A.5.2 氣體燃料要通過壓力調(diào)節(jié)裝置來供應(yīng),該裝置可以調(diào)節(jié)和測量氣體的流量。該裝置需要校準(zhǔn)。
A.5.3 調(diào)節(jié)空氣的流量為40L/min。
A.5.4 將氣體燃料通入杯中。
A.5.5 點燃燃料,調(diào)節(jié)燃料流量,使火焰達到8cm的高度。
A.5.6 通入滅火劑前,使燃料預(yù)燃60s。
A.5.7 開始通入滅火劑,逐漸增加滅火劑的流量,直至火焰熄滅。在火焰熄滅的時候記錄滅火劑、空氣和燃料的流量。增加滅火劑流量會導(dǎo)致滅火劑的濃度增加。這一增加不要超過先前濃度值的3%。在滅火劑流量調(diào)整后,應(yīng)等一段時間(10s),使得在集氣管中新比例的滅火劑和空氣能到達杯的位置。
    注:開始試驗時,大量增加流速以獲得所需的滅火劑流量,隨后的試驗中在接近臨界流量時,開始少量增加流量直至火焰熄滅為止。
A.5.8 火焰熄滅后停止可燃氣體供應(yīng)。
A.5.9 下步試驗前,應(yīng)清除杯中所有附著在杯上的殘余物以及燃燒的煙黑。
A.5.10 按照A.6的規(guī)定確定滅火劑滅火濃度。
A.5.11 在火焰高度分別為4cm、6cm、10cm和12cm的條件下,重復(fù)A.5.3至A.5.9的試驗步驟。
A.5.12 確定滅火濃度最大時燃料的火焰高度。
A.5.13 調(diào)節(jié)空氣的流量為40L/min。
A.5.14 將氣體燃料通入杯中。
A.5.15 點燃燃料。調(diào)節(jié)燃料流量,使火焰達到上述需要滅火劑濃度最大時的高度。
A.5.16 在開始通入滅火劑前,讓燃料燃燒60s。
A.5.17 開始通入滅火劑,逐漸增加滅火劑的流量,直至火焰熄滅。在火焰熄滅的時候記錄滅火劑、空氣和燃料的流量,增加滅火劑流量會導(dǎo)致滅火劑的濃度增加,這一增加不要超過先前濃度值的3%。在滅火劑流量調(diào)整后,應(yīng)等一段時間(10s),使得在集氣管中新比例的滅火劑和空氣能到達杯的位置。
    注:開始試驗時,大量增加流速以獲得所需的滅火劑流量。隨后的試驗中在接近臨界流量時,開始少量增加流量直至火焰熄滅為止。
A.5.18 火焰熄滅后,停止可燃氣體供應(yīng)。
A.5.19 下步試驗前,應(yīng)清除杯中所有附著在杯上的殘余物以及燃燒的煙黑。
A.5.20 按照A.6的規(guī)定確定滅火劑的滅火濃度。
A.5.21 重復(fù)四次A.5.13至A.5.20試驗步驟。
A.5.22 按照A.6的規(guī)定及5次試驗的平均值確定燃料未加熱情況下氣體滅火劑的滅火濃度。

A.6 氣體滅火劑滅火濃度的計算方法

A.6.1 推薦方法
該方法確定滅火劑與空氣混合物中滅火劑蒸氣濃度,這個濃度恰好熄滅火焰。所使用的氣體分析儀器在測量空氣滅火劑混合物的濃度范圍內(nèi)是標(biāo)定了的。這種裝置具有連續(xù)采樣的功能(如,在線氣體分析儀),也可是其他類型不連續(xù)采樣的分析儀器(如氣相色譜)。推薦使用連續(xù)測量技術(shù)。
可用連續(xù)氧分析儀測量煙筒里杯下方空氣/滅火劑混合物中氧的存留濃度。氧濃度數(shù)值受滅火劑濃度的影響。滅火劑濃度可按下式計算:

A.6.1 推薦方法

式中:
       C——滅火劑濃度,體積百分?jǐn)?shù)%;
      O2——煙筒里空氣/滅火劑混合物中氧濃度,體積百分?jǐn)?shù)%;
 O2(sup)——空氣源中的氧濃度,體積百分?jǐn)?shù)%。
A.6.2 替代方法
    在滅火劑/空氣混合物中的滅火劑濃度可以通過測量滅火劑和空氣的流量計算得到。如果使用質(zhì)量流速儀,測得的質(zhì)量流速可通過下面的公式轉(zhuǎn)換成體積流速。
A.6.2 替代方法1
    式中:
    Vt——氣體i的體積流量,單位為升每分鐘(L/min);
    mt——氣體i的質(zhì)量流量,單位為克每分鐘(g/min);
    ρt——氣體i的密度,單位為克每升(g/L)。
    應(yīng)注意實際的蒸氣密度。在環(huán)境溫度和壓力下許多鹵代烴的蒸氣密度與按理想氣體定律計算所得到的值相差幾個百分點。
    例如:HFC-227ea在295K,101.3kPa時蒸氣密度比按理想氣體計算約高出2.4%;在6.7kPa(6.6%)時實際密度值比按理想氣體計算值小0.2%。
    在可能的情況下可以使用公布的數(shù)值,無公布數(shù)值時可以采用估算技術(shù)。在試驗報告中應(yīng)記錄物理特征值的來源。
滅火劑體積百分比濃度C可按如下計算:
A.6.2 替代方法2

    式中:
    C——滅火劑的體積百分比濃度,%;
  Vair——空氣的體積流量,單位為升每分鐘(L/min);
  Vext——滅火劑的體積流量,單位為升每分鐘(L/min)。

A.7 試驗報告

    在試驗報告中至少應(yīng)包括下列內(nèi)容:
    a)設(shè)備示意圖,所用材料的種類、尺寸;
    b)滅火劑、燃料、空氣的來源和成分;
    c)對于每次試驗,試驗開始時的燃料溫度,滅火時的燃料溫度及滅火時空氣/滅火劑混合物的溫度;
    d)滅火時,滅火劑、氣體燃料和空氣的流量;如果使用A.6.1的方法,用滅火劑的濃度或氧濃度代替滅火劑的流量;
    e)確定滅火濃度的方法;
    f)每次試驗滅火劑的滅火濃度;
    g)不加熱燃料和加熱燃料(加熱到低于其沸點5℃,或者200℃,選擇較低者)時的滅火濃度;
    h)測量誤差分析;
    i)按A.4.9至A.4.11, A.5.10至A.5.12試驗步驟畫出滅火濃度/空氣流量圖,確定滅火劑的滅火濃度。

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