潔凈化學液體滅火劑臨界滅火濃度測試方法及試驗裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及一種滅火劑滅火性能測試方法及試驗裝置，特別設及一種潔凈化學液 體滅火劑臨界滅火濃度測試方法及試驗裝置。
【背景技術】
[0002] 自哈龍滅火劑因環境問題被淘汰后，世界各國都在研發新型哈龍替代物。目前科 研人員已擺脫了原先在面代燒類化合物中篩選哈龍替代物的思路，正在從可在對流層降解 的含漠締姪類、氣化酬類等潔凈化學物質中尋找性能優異的環保型哈龍替代滅火劑，譬如， 2-漠-3,3,3-S氣締姪（CFsCBr = Og是一種不飽和姪，當其釋放到大氣環境中后，碳碳 雙鍵在大氣中氨氧自由基的攻擊W及光解、熱解的作用下，非常容易分解，在大氣中存留 時間僅為幾天，不會進入臭氧層對其造成破壞，也不會產生溫室效應。十二氣-2-甲基戊 燒-3-酬（CF3CF2COCF (CFs) 2)是一種氣化酬類物質，其ASHRAE化學代號為FK-5-1-12,它在 大氣中的存留時間為5天，臭氧耗損潛能值（0D巧值為零，全球溫室效應值佑W巧值僅為1， 也不會破壞大氣環境，并且具有毒性低、易儲存、滅火后無殘留等特點。因此，從環保性能方 面考慮，該些滅火劑被公認為是最具推廣應用前景的新型哈龍替代滅火劑。
[0003] 在進行哈龍替代滅火劑篩選過程中，除了要考慮滅火劑的環保性能，滅火性能也 是必不可少的考核指標，其中，臨界滅火濃度是衡量滅火劑滅火性能的重要參數，同時也是 滅火劑實際工程應用的基礎數據，因此，采用科學的方法測試出各種新型滅火劑的臨界滅 火濃度十分必要。國內外在測試哈龍及其替代滅火劑的臨界滅火濃度時，通常是采用杯式 燃燒器試驗裝置，但是現有杯式燃燒器試驗裝置及其測試方法只適用于常溫下為氣態的滅 火劑，而含漠締姪類、氣化酬類等新型潔凈化學滅火劑的沸點相對較高，常溫下通常為液 體，例如，2-漠-3,3, 3-=氣締姪的沸點為34°C，十二氣-2-甲基戊燒-3-酬的沸點為49°C， 基于現有杯式燃燒器試驗裝置及方法無法進行測試。因此，當前亟需一種適用于潔凈化學 液體滅火劑臨界滅火濃度的測試方法及試驗裝置。
【發明內容】
[0004] 鑒于現有滅火劑臨界滅火濃度測試技術的不足，本發明提供一種可操作性強、測 試精度高的潔凈化學液體滅火劑臨界滅火濃度測試方法及試驗裝置，解決缺乏潔凈化學液 體滅火劑臨界滅火濃度測量手段的難題，具體技術方案是，一種潔凈化學液體滅火劑臨界 滅火濃度試驗方法，其特征在于：方法包括W下步驟，
[0005] (-)、液體滅火劑質量流量標定
[0006] 采用電子天平和計算機，W每秒1次的頻率實時采集記錄錐形瓶內液體滅火劑的 質量變化，確定不同蠕動累轉速下的液體滅火劑質量流量。
[0007] 仁)、臨界滅火參數測試
[000引 W-定的流量向汽化腔和混合器內部通入空氣，同時啟動數據采集器和溫度控制 器，將加熱溫度設定在液體滅火劑沸點加30°CW上，待汽化腔內部達到設定溫度時，點燃標 準燃料，預燃60S-120S;然后，啟動蠕動累，W恒定轉速向汽化腔內注入液體滅火劑，如果 液體滅火劑與火焰作用時間超過15s仍未滅火，則逐漸增加蠕動累轉速，提高液體滅火劑 流量，直至火焰焰滅，記錄蠕動累轉速、空氣流量及溫度等參數，在液體滅火劑流量調整后， 應至少等15s，W保證新比例的液體滅火劑和空氣能到達燃燒杯位置，每個空氣流量下重復 測試=次，滅火劑質量流量取=次平均值；
[0009] 仁)、液體滅火劑體積流量計算
[0010] Ve"=60Qe"S
[0011] 式中；液體滅火劑體積流量，單位L/min 液體滅火劑質量流量，單位g/ S ;S-實驗溫度下滅火劑過熱蒸汽的常壓比容，單位mVkg，可根據化ng - Robinson實際氣 體狀態方程計算，也可通過實驗測試確定；
[0012] 媽)空氣體積流量校正
[0013] 空氣流量校正公式：
[0014]
【主權項】
1. 一種潔凈化學液體滅火劑臨界滅火濃度試驗方法，其特征在于：潔凈化學液體滅火 劑臨界滅火濃度試驗方法包括以下步驟， (-)、液體滅火劑質量流量標定 采用電子天平（22)和計算機（20)，以每秒1次的頻率實時采集記錄錐形瓶（21)內液 體滅火劑（2)的質量變化，確定不同懦動泵（4)轉速下的液體滅火劑（2)質量流量。 ㈡、臨界滅火參數測試 以一定的流量向汽化腔（11)和混合器（16)內部通入空氣，同時啟動數據采集器（19) 和溫度控制器（8)，將加熱溫度設定在（液體滅火劑沸點+30°C)以上，待汽化腔（11)內部 達到設定溫度時，點燃標準燃料，預燃60s-120s ;然后，啟動蠕動泵（4)，以恒定轉速向汽化 腔（11)內注入液體滅火劑（2)，如果液體滅火劑（2)與火焰作用時間超過15s仍未滅火， 則逐漸增加蠕動泵（4)轉速，提高液體滅火劑（2)流量，直至火焰熄滅，記錄蠕動泵（4)轉 速、空氣流量及溫度等參數，在液體滅火劑（2)流量調整后，應至少等15s，以保證新比例的 液體滅火劑（2)和空氣能到達燃燒杯（16-1)位置，每個空氣流量下重復測試三次，滅火劑 (2)質量流量（4)取三次平均值； ㈢、液體滅火劑體積流量計算 Vext= 60Q extS 式中：Vrart-液體滅火劑體積流量，單位L/min ;QMt-液體滅火劑質量流量，單位g/s ; S-實驗溫度下滅火劑過熱蒸汽的常壓比容，單位m3/kg，可根據Peng - Robinson實際氣體 狀態方程計算，也可通過實驗測試確定； ㈣空氣體積流量校正 空氣流量校正公式：
式中：校正后的空氣體積流量，L/min %-環境溫度下空氣流量，L/min ;T-實驗溫 度，單位K Jtl-環境溫度，單位K ; ㈤臨界滅火濃度計算 采用以下公式計算滅火劑的臨界滅火體積濃度：
式中：C-滅火劑的體積濃度，％ Wxt-滅火劑體積流量，單位L/min，V&-空氣的體積 流量，單位L/min。
2. -種潔凈化學液體滅火劑臨界滅火濃度試驗裝置，其特征在于：包括滅火劑供給部 分、汽化混合部分及滅火測試部分，所述滅火劑供給部分包括滅火劑儲瓶（1)、液體滅火劑 (2)、軟管（3)、蠕動泵（4)、膠塞（5)、針頭（6)，軟管（3) -端插入到滅火劑儲瓶⑴內，另 一端與針頭（6)密封連通，針頭（6)固定于膠塞（5)內，膠塞（5)密封塞入汽化腔（11)的 液態滅火劑入口（11-1)，軟管（3)中部安裝在蠕動泵（4)上，通過調整蠕動泵（4)的轉速， 實現滅火劑不同質量流量的輸送，液態滅火劑（2)置于滅火劑儲瓶（1)內經蠕動泵（4)擠 壓驅動后從針頭（6)輸入到汽化腔（11)內；所述汽化混合部分包括汽化腔（11)、電加熱帶 (7)、溫度控制器（8)、調節閥（9)和氣體流量計（10)，汽化腔（11)上設有液態滅火劑入口 (11-1)、空氣進氣口（11-2)、混合氣體出口（11-4)、溫度測量孔（11-3)，汽化腔（11)的空 氣進氣口（11-2)與氣體流量計（10)、汽化腔（11)的混合氣體出口（11-4)與混合器（16) 的進氣口、汽化腔（11)與溫度控制器（8)通過硅膠管密封連接，連接硅膠管外部纏繞有電 加熱帶（7)，熱電偶（12)通過溫度測量孔（11-3)插入汽化腔（11)內部，熱電偶（12)與數 據采集器（19)連接，溫度控制器⑶控制電加熱帶（7)溫度，進而控制汽化腔（11)內的溫 度，調節閥（9)與氣體流量計（10)連接；所述滅火測試部分包括燃料罐（13)、燃料（14)、 升降臺（15)、混合器（16)、煙筒（17)、排風罩（18)、數據采集器（19)和計算機（20)，燃料 (14)置于燃料罐（13)內，燃料罐（13)置于升降臺（15)上，混合器（16)內部設有燃燒杯 (16-1)、外部設有支撐臺（16-2)、下部充裝有玻璃珠（16-3)，煙筒（17)放置在混合器（16) 的支撐臺（16-2)上，混合器（16)中部和燃燒杯（16-1)內部設有熱電偶（12)，用于測量混 合器（16)及其燃燒杯（16-1)內的溫度，燃料罐（13)與燃燒杯（16-1)底部燃料入口密封 連通，通過升降臺（15)升降調整燃燒杯（16-1)內液面的高度，熱電偶（12)與數據采集器 (19)連接，數據采集器（19)通過數據線與計算機（20)連接，數據采集器（19)將溫度數據 實時采集和儲存并傳輸至計算機20。
3.根據權利要求2所述的潔凈化學液體滅火劑臨界滅火濃度試驗裝置，其特征在于： 還包括液體滅火劑質量流量標定部分，由計算機（20)、錐形瓶（21)、電子天平（22)組成，錐 形瓶（21)放置在電子天平（22)上面，電子天平（22)通過數據線與計算機（20)連接，自液 體滅火劑供給部分輸出的液體滅火劑（2)至注入到錐形瓶（21)內，采用電子天平（22)和 計算機（20)實時采集錐形瓶（21)及其內部液體滅火劑（2)的質量數據。
【專利摘要】本發明涉及一種潔凈化學液體滅火劑臨界滅火濃度測試方法及試驗裝置，基于質量守恒原理，采用蠕動泵定量輸送液體滅火劑和汽化腔快速汽化的模式，建立適用于液態滅火劑的改進型杯式燃燒器試驗裝置，并通過實驗測試和理論計算，給出滅火劑的臨界滅火濃度；試驗裝置汽化腔初始溫度設定在滅火劑沸點加30℃以上，以確保不同流量下的潔凈化學液體滅火劑快速汽化，實現滅火劑的連續穩定輸送，使液體滅火劑以氣態方式與空氣混合后通入混合器進行滅火試驗，有益效果是可以精確測試出液體滅火劑的臨界滅火參數，且可操作性強、測試精度高、安全可靠、成本低，可用于各種新型哈龍替代滅火劑的篩選和滅火性能評估。
【IPC分類】G01N33-12
【公開號】CN104749331
【申請號】CN201510209426
【發明人】陳濤, 趙力增, 胡成, 夏建軍
【申請人】公安部天津消防研究所
【公開日】2015年7月1日
【申請日】2015年4月27日