De uitvinding van de kegelcalorimeter
Er zijn veel testmethoden om de brandprestaties van materialen te beoordelen, zoals de Small Flame Source Test (ISO 11925-2), de Oxygen Index (LOI) Test (ISO 4589-2, ASTM D2863),Horizontale en verticale ontvlambaarheidstest (UL 94), NBS Smoke Density Test (ISO 5659-2, ASTM E662).alleen de prestaties van een materiaal onder bepaalde testomstandigheden beoordelen, en kan niet worden gebruikt als basis voor de beoordeling van het gedrag van een materiaal in een echt vuur.
Sinds de uitvinding in 1982 is de kegelcalorimeter erkend als een testinstrument voor de uitgebreide beoordeling van de brandweerstand van materialen.
Het heeft het voordeel dat het in vergelijking met de traditionele methoden uitgebreid, eenvoudig en nauwkeurig is: het kan niet alleen de warmteafgifte meten, maar ook de rookdichtheid, massaverlies,ontvlambaarheid, en andere parameters in een test.
Bovendien, the results obtained from the cone calorimeter test correlate well with large-scale combustion tests and are therefore widely used to evaluate the flammability performance of materials and assess fire development.
Standaardnaleving
De kegelcalorimeter is een van de belangrijkste vuurproefinstrumenten voor het bestuderen van de verbrandingseigenschappen van materialen en wordt gebruikt door vele landen, regio's,en internationale normalisatie-organisaties op het gebied van bouwmaterialen, polymeren, samengestelde materialen, houtproducten en kabels.
ISO 5660-1
ASTM E1354
BS 476 Deel 15
ULC-S135-04
Het principe van de kegelcalorimeter
Warmteafgifte
Het beginsel van warmteafgifte is gebaseerd op het feit dat de netto warmte van de verbranding evenredig is met de voor de verbranding benodigde hoeveelheid zuurstof, ongeveer 13.1MJ warmte wordt vrijgegeven per kilogram zuurstof dat wordt verbruikt. Specimens in the test are burned under ambient air conditions while being subjected to an external irradiance within the range of 0 to 100 kW/m2 and measuring the oxygen concentrations and exhaust gas flow rates.
Rookvrijstelling
Het beginsel van de rookmeting is gebaseerd op de intensiteit van het licht dat door een volume verbrandingsproducten wordt doorgegeven als een exponentieel afnemende functie van de afstand.De rookverduistering wordt gemeten als het deel van de laserlichtintensiteit dat door de rook in de uitlaat wordt doorgegeven.Deze breuk wordt gebruikt om de uitstervingscoëfficiënt te berekenen volgens de wet van Bouguer.De proefpersonen in de test worden verbrand onder omgevingsluchtomstandigheden en worden blootgesteld aan een externe straling in het bereik van 0 tot 100 kW/m2 en wordt de rookverduistering gemeten., en uitlaatgasstroom.
Massaverlies
De proeven in de test worden boven het weegapparaat verbrand terwijl ze worden blootgesteld aan een externe straling in het bereik van 0 tot 100 kW/m2 en de massaverliesgraad wordt gemeten.
Verslagen
De testgegevens kunnen worden berekend voor de warmteafgifte per blootgesteld gebied of per kilogram materiaal dat tijdens de test is verloren gegaan, de totale warmteafgifte,rookproductie per blootgesteld gebied of per kilogram materiaal dat tijdens de test verloren gaat, totale rookproductie, massaverlies en totale massaverlies.
Tijd tot aanhoudende ontvlamming en blussing, TTI, in seconden
Verwarmingsvrijstelling, HRR, in MJ/kg, kW/m2
Gemiddelde warmteafgifte in de eerste 180 en 300 jaar, in kW/m2
Maximale gemiddelde warmte-uitstoot, MARHE, in kW/m2.s
Totale warmteafgifte, THR, in MJ
Verlies van massa, in g/m2.s
Rookproductiepercentage, SPR, m2/m2
Rookproductie, TSP, in m2
Kegelcalorimeterapparatuur
Kegelvormige elektrische radiator met een stralingsopbrengst van 100 kW per vierkante meter.
Bewaarinrichting voor bestraling en warmte-stroommeter.
Wel warmte-isolatie ladingcel.
Uitlaatgassystemen met luchtstroommeters.
Verbrandingsgasmonsternamingsysteem met filterinrichting.
Gasanalysator, met inbegrip van O2, CO- en CO2-concentratie-analysator.
Meesysteem voor het meten van rookverduistering.
Zelfkalibratiesysteem.
- Gegevensverzamelingssysteem.
Operatiesoftware.
Toepassing
Evaluatie van de verbrandings eigenschappen van materialen
de verbrandingsgevaren van het materiaal worden beoordeeld op basis van de testgegevens van de test met de kegelcalorimeter (bv. HRR, HRR-piek, TTI, SPR, enz.),en de geschikte materialen te identificeren voor gebruik in verschillende toepassingen.
Mechanisme van vlamvertrager
Door middel van herhaalde tests en vergelijking van testgegevens kan de samenstelling van materialen worden geoptimaliseerd om materialen met betere vlamvertragende eigenschappen te verkrijgen.
Brandmodelstudie
Door de hitteafgifte, de rookafgifte van brandende materialen, de trendanalyse of de koppeling aan een middelgroot testmodel (ISO 9705) te analyseren, worden verschillende soorten brandmodellen vastgesteld.
Samenvatting
De kegelcalorimeter biedt een methode voor het beoordelen van de warmteafgifte en de dynamische rookproductie van proeven die met een externe ontsteking aan bepaalde gecontroleerde stralingsniveaus worden blootgesteld.Het is een cruciaal instrument in brandonderzoek en onderzoek dat meer herhaalbaar is., meer reproduceerbaar en gemakkelijker te voeren.