錐形量熱儀對材料釋熱性能的測試

1、火災中熱釋放的危害

    在火災發生時，高溫煙氣是引起燒傷、熱窒息、脫水等傷亡的重要原因。高溫煙氣對人的影響可分為直接接觸影響和熱輻射影響。人的皮膚直接接觸溫度超過100℃的煙氣，在幾分鐘后就會嚴重損傷。氣體溫度升到147℃時，人能存活的時間已極短。一般認為，在短時間人的皮膚接觸的煙氣安全溫度范圍不宜超過65℃。若煙氣層尚在人的頭部高度之上時，人員主要受熱輻射的影響。熱輻射強度影響則隨距離的增加而衰減。一般認為，在層高不超過5米的普通建筑中，煙氣層的溫度達到180℃以上時會對人構成危險。

    熱煙氣及其熱輻射也是造成建筑物、其他物體損壞的主要原因。高溫煙氣會嚴重影響材料的性質。對于大部分木質材料，在溫度超過105℃后便開始熱分解，250℃左右時便可以被點燃;許多高分子材料的變形和熱分解溫度比木材更低。鋼筋混凝土材料的機械性能也會嚴重變壞。

高溫煙氣及熱輻射也是促進火災不斷發展的主要原因。高溫煙氣和輻射能促進木材、高聚物等材料的分解，為火災提供燃料，從而造成更嚴重的火災。因此，控制火災煙氣溫度是減少火災損失的重要方面。

2、錐形量熱儀的應用

    熱釋放速率是決定材料阻燃性重要的參數之一。人們已提出不少測定熱釋速率的方法，但是，成為常規標準的方法卻不多，下面主要介紹已被150和ASTM訂為標準的測定熱釋放速率的美國俄亥俄州立大學(OSU)功量熱計法及錐形量熱儀法(CONE)。

    錐形量熱儀(cone caforimeter，簡稱CONE)，如下圖，是近年來在阻燃材料研究領域發明的一種集燃燒釋熱、失重、發煙及煙氣成分研究為一體的*方法，同時取得材料燃燒時有關熱、煙、質量變化及煙氣成分等多種重要信息，因而能獲得具有很強說服力的結果，并與大型燃燒實驗結果之間存在良好的相關性。它通過測定材料燃燒時所消耗的氧量，根據耗氧原理，來計算試件在不同外界輻射熱作用下燃燒時所釋放出的熱量從而獲得材料的熱釋放速率。測試時通過排氣罩排出全部燃燒氣體，有氣體采樣管，收集廢氣試樣，在氣體分析儀中分析其中的氧、一氧化碳、二氧化碳含量。

    OSU量熱儀也是測定熱釋放速率的典型設備。它的一般原理是:將試樣暴露于空氣流與外部輻射流下,當試樣被點燃時,熱釋放量隨時間改變。試樣背面系以水冷或隔熱,如以水冷卻時,可根據水流的溫升計算同試樣背面的熱釋放量。OSU量熱儀也可用來測量煙和有毒氣體(CO、CO2、NOx、HCN及HBr)及耗氧量。

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