洁净化学液体灭火剂临界灭火浓度测试方法及试验装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种灭火剂灭火性能测试方法及试验装置，特别设及一种洁净化学液 体灭火剂临界灭火浓度测试方法及试验装置。
【背景技术】
[0002] 自哈龙灭火剂因环境问题被淘汰后，世界各国都在研发新型哈龙替代物。目前科 研人员已摆脱了原先在面代烧类化合物中筛选哈龙替代物的思路，正在从可在对流层降解 的含漠締姪类、氣化酬类等洁净化学物质中寻找性能优异的环保型哈龙替代灭火剂，譬如， 2-漠-3,3,3-S氣締姪（CFsCBr = Og是一种不饱和姪，当其释放到大气环境中后，碳碳 双键在大气中氨氧自由基的攻击W及光解、热解的作用下，非常容易分解，在大气中存留 时间仅为几天，不会进入臭氧层对其造成破坏，也不会产生温室效应。十二氣-2-甲基戊 烧-3-酬（CF3CF2COCF (CFs) 2)是一种氣化酬类物质，其ASHRAE化学代号为FK-5-1-12,它在 大气中的存留时间为5天，臭氧耗损潜能值（0D巧值为零，全球温室效应值佑W巧值仅为1， 也不会破坏大气环境，并且具有毒性低、易储存、灭火后无残留等特点。因此，从环保性能方 面考虑，该些灭火剂被公认为是最具推广应用前景的新型哈龙替代灭火剂。
[0003] 在进行哈龙替代灭火剂筛选过程中，除了要考虑灭火剂的环保性能，灭火性能也 是必不可少的考核指标，其中，临界灭火浓度是衡量灭火剂灭火性能的重要参数，同时也是 灭火剂实际工程应用的基础数据，因此，采用科学的方法测试出各种新型灭火剂的临界灭 火浓度十分必要。国内外在测试哈龙及其替代灭火剂的临界灭火浓度时，通常是采用杯式 燃烧器试验装置，但是现有杯式燃烧器试验装置及其测试方法只适用于常温下为气态的灭 火剂，而含漠締姪类、氣化酬类等新型洁净化学灭火剂的沸点相对较高，常温下通常为液 体，例如，2-漠-3,3, 3-=氣締姪的沸点为34°C，十二氣-2-甲基戊烧-3-酬的沸点为49°C， 基于现有杯式燃烧器试验装置及方法无法进行测试。因此，当前亟需一种适用于洁净化学 液体灭火剂临界灭火浓度的测试方法及试验装置。
【发明内容】
[0004] 鉴于现有灭火剂临界灭火浓度测试技术的不足，本发明提供一种可操作性强、测 试精度高的洁净化学液体灭火剂临界灭火浓度测试方法及试验装置，解决缺乏洁净化学液 体灭火剂临界灭火浓度测量手段的难题，具体技术方案是，一种洁净化学液体灭火剂临界 灭火浓度试验方法，其特征在于：方法包括W下步骤，
[0005] (-)、液体灭火剂质量流量标定
[0006] 采用电子天平和计算机，W每秒1次的频率实时采集记录锥形瓶内液体灭火剂的 质量变化，确定不同蠕动累转速下的液体灭火剂质量流量。
[0007] 仁)、临界灭火参数测试
[000引 W-定的流量向汽化腔和混合器内部通入空气，同时启动数据采集器和温度控制 器，将加热温度设定在液体灭火剂沸点加30°CW上，待汽化腔内部达到设定温度时，点燃标 准燃料，预燃60S-120S;然后，启动蠕动累，W恒定转速向汽化腔内注入液体灭火剂，如果 液体灭火剂与火焰作用时间超过15s仍未灭火，则逐渐增加蠕动累转速，提高液体灭火剂 流量，直至火焰焰灭，记录蠕动累转速、空气流量及温度等参数，在液体灭火剂流量调整后， 应至少等15s，W保证新比例的液体灭火剂和空气能到达燃烧杯位置，每个空气流量下重复 测试=次，灭火剂质量流量取=次平均值；
[0009] 仁)、液体灭火剂体积流量计算
[0010] Ve"=60Qe"S
[0011] 式中；液体灭火剂体积流量，单位L/min 液体灭火剂质量流量，单位g/ S ;S-实验温度下灭火剂过热蒸汽的常压比容，单位mVkg，可根据化ng - Robinson实际气 体状态方程计算，也可通过实验测试确定；
[0012] 妈)空气体积流量校正
[0013] 空气流量校正公式：
[0014]
【主权项】
1. 一种洁净化学液体灭火剂临界灭火浓度试验方法，其特征在于：洁净化学液体灭火 剂临界灭火浓度试验方法包括以下步骤， (-)、液体灭火剂质量流量标定 采用电子天平（22)和计算机（20)，以每秒1次的频率实时采集记录锥形瓶（21)内液 体灭火剂（2)的质量变化，确定不同懦动泵（4)转速下的液体灭火剂（2)质量流量。 ㈡、临界灭火参数测试 以一定的流量向汽化腔（11)和混合器（16)内部通入空气，同时启动数据采集器（19) 和温度控制器（8)，将加热温度设定在（液体灭火剂沸点+30°C)以上，待汽化腔（11)内部 达到设定温度时，点燃标准燃料，预燃60s-120s ;然后，启动蠕动泵（4)，以恒定转速向汽化 腔（11)内注入液体灭火剂（2)，如果液体灭火剂（2)与火焰作用时间超过15s仍未灭火， 则逐渐增加蠕动泵（4)转速，提高液体灭火剂（2)流量，直至火焰熄灭，记录蠕动泵（4)转 速、空气流量及温度等参数，在液体灭火剂（2)流量调整后，应至少等15s，以保证新比例的 液体灭火剂（2)和空气能到达燃烧杯（16-1)位置，每个空气流量下重复测试三次，灭火剂 (2)质量流量（4)取三次平均值； ㈢、液体灭火剂体积流量计算 Vext= 60Q extS 式中：Vrart-液体灭火剂体积流量，单位L/min ;QMt-液体灭火剂质量流量，单位g/s ; S-实验温度下灭火剂过热蒸汽的常压比容，单位m3/kg，可根据Peng - Robinson实际气体 状态方程计算，也可通过实验测试确定； ㈣空气体积流量校正 空气流量校正公式：
式中：校正后的空气体积流量，L/min %-环境温度下空气流量，L/min ;T-实验温 度，单位K Jtl-环境温度，单位K ; ㈤临界灭火浓度计算 采用以下公式计算灭火剂的临界灭火体积浓度：
式中：C-灭火剂的体积浓度，％ Wxt-灭火剂体积流量，单位L/min，V&-空气的体积 流量，单位L/min。
2. -种洁净化学液体灭火剂临界灭火浓度试验装置，其特征在于：包括灭火剂供给部 分、汽化混合部分及灭火测试部分，所述灭火剂供给部分包括灭火剂储瓶（1)、液体灭火剂 (2)、软管（3)、蠕动泵（4)、胶塞（5)、针头（6)，软管（3) -端插入到灭火剂储瓶⑴内，另 一端与针头（6)密封连通，针头（6)固定于胶塞（5)内，胶塞（5)密封塞入汽化腔（11)的 液态灭火剂入口（11-1)，软管（3)中部安装在蠕动泵（4)上，通过调整蠕动泵（4)的转速， 实现灭火剂不同质量流量的输送，液态灭火剂（2)置于灭火剂储瓶（1)内经蠕动泵（4)挤 压驱动后从针头（6)输入到汽化腔（11)内；所述汽化混合部分包括汽化腔（11)、电加热带 (7)、温度控制器（8)、调节阀（9)和气体流量计（10)，汽化腔（11)上设有液态灭火剂入口 (11-1)、空气进气口（11-2)、混合气体出口（11-4)、温度测量孔（11-3)，汽化腔（11)的空 气进气口（11-2)与气体流量计（10)、汽化腔（11)的混合气体出口（11-4)与混合器（16) 的进气口、汽化腔（11)与温度控制器（8)通过硅胶管密封连接，连接硅胶管外部缠绕有电 加热带（7)，热电偶（12)通过温度测量孔（11-3)插入汽化腔（11)内部，热电偶（12)与数 据采集器（19)连接，温度控制器⑶控制电加热带（7)温度，进而控制汽化腔（11)内的温 度，调节阀（9)与气体流量计（10)连接；所述灭火测试部分包括燃料罐（13)、燃料（14)、 升降台（15)、混合器（16)、烟筒（17)、排风罩（18)、数据采集器（19)和计算机（20)，燃料 (14)置于燃料罐（13)内，燃料罐（13)置于升降台（15)上，混合器（16)内部设有燃烧杯 (16-1)、外部设有支撑台（16-2)、下部充装有玻璃珠（16-3)，烟筒（17)放置在混合器（16) 的支撑台（16-2)上，混合器（16)中部和燃烧杯（16-1)内部设有热电偶（12)，用于测量混 合器（16)及其燃烧杯（16-1)内的温度，燃料罐（13)与燃烧杯（16-1)底部燃料入口密封 连通，通过升降台（15)升降调整燃烧杯（16-1)内液面的高度，热电偶（12)与数据采集器 (19)连接，数据采集器（19)通过数据线与计算机（20)连接，数据采集器（19)将温度数据 实时采集和储存并传输至计算机20。
3.根据权利要求2所述的洁净化学液体灭火剂临界灭火浓度试验装置，其特征在于： 还包括液体灭火剂质量流量标定部分，由计算机（20)、锥形瓶（21)、电子天平（22)组成，锥 形瓶（21)放置在电子天平（22)上面，电子天平（22)通过数据线与计算机（20)连接，自液 体灭火剂供给部分输出的液体灭火剂（2)至注入到锥形瓶（21)内，采用电子天平（22)和 计算机（20)实时采集锥形瓶（21)及其内部液体灭火剂（2)的质量数据。
【专利摘要】本发明涉及一种洁净化学液体灭火剂临界灭火浓度测试方法及试验装置，基于质量守恒原理，采用蠕动泵定量输送液体灭火剂和汽化腔快速汽化的模式，建立适用于液态灭火剂的改进型杯式燃烧器试验装置，并通过实验测试和理论计算，给出灭火剂的临界灭火浓度；试验装置汽化腔初始温度设定在灭火剂沸点加30℃以上，以确保不同流量下的洁净化学液体灭火剂快速汽化，实现灭火剂的连续稳定输送，使液体灭火剂以气态方式与空气混合后通入混合器进行灭火试验，有益效果是可以精确测试出液体灭火剂的临界灭火参数，且可操作性强、测试精度高、安全可靠、成本低，可用于各种新型哈龙替代灭火剂的筛选和灭火性能评估。
【IPC分类】G01N33-12
【公开号】CN104749331
【申请号】CN201510209426
【发明人】陈涛, 赵力增, 胡成, 夏建军
【申请人】公安部天津消防研究所
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2015年4月27日