A invenção do calorímetro cônico
Existem muitos métodos de ensaio para avaliar a reação ao fogo dos materiais, tais como o ensaio de fonte de pequena chama (ISO 11925-2), o ensaio de índice de oxigénio (LOI) (ISO 4589-2, ASTM D2863),Ensaio de inflamabilidade horizontal e vertical (UL 94), NBS Smoke Density Test (ISO 5659-2, ASTM E662). São principalmente métodos de teste em pequena escala que testam uma propriedade particular de um material,somente avaliar o desempenho de um material em determinadas condições de ensaio, e não pode ser utilizado como base para avaliar o comportamento de um material num incêndio real.
Desde a sua invenção em 1982, o calorímetro cônico tem sido reconhecido como um instrumento de ensaio para a avaliação abrangente da reação ao fogo dos materiais.
A vantagem deste sistema é a sua abrangência, simplicidade e precisão em comparação com os métodos tradicionais, podendo medir não só a taxa de liberação de calor, mas também a densidade de fumaça, a perda de massa, a temperatura e a temperatura.comportamento de inflamabilidade, e outros parâmetros num ensaio.
Além disso, 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.
Conformidade padrão
O calorímetro de cone é um dos mais importantes instrumentos de ensaio de incêndio para estudar as propriedades de combustão dos materiais e tem sido utilizado por muitos países, regiões,e organizações internacionais de normalização nas áreas de materiais de construção, polímeros, materiais compostos, produtos de madeira e cabos.
A norma ISO 5660-1
ASTM E1354
BS 476 Parte 15
ULC-S135-04
O Princípio do Calorímetro Cone
Liberação de calor
O princípio da liberação de calor baseia-se no facto de o calor líquido da combustão ser proporcional à quantidade de oxigénio necessária para a combustão, aproximadamente 13.1MJ de calor é liberado por quilograma de oxigénio consumido. 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.
Liberação de fumo
O princípio da medição da fumaça baseia-se na intensidade da luz que é transmitida através de um volume de produtos de combustão é uma função exponencialmente decrescente da distância.O escurecimento da fumaça é medido como a fração da intensidade da luz do laser que é transmitida através da fumaça no conduto de escapeEsta fracção é utilizada para calcular o coeficiente de extinção de acordo com a lei de Bouguer.As amostras no ensaio são queimadas em condições de ar ambiente, sendo submetidas a uma irradiação externa na gama de 0 a 100 kW/m2 e a medição da obscuridade da fumaça., e do caudal dos gases de escape.
Perda de massa
As amostras do ensaio são queimadas acima do dispositivo de pesagem, enquanto são submetidas a uma irradiação externa na gama de 0 a 100 kW/m2 e medida a taxa de perda de massa.
Relatórios
Os dados do ensaio podem ser calculados para a taxa de liberação de calor por área exposta ou por quilograma de material perdido durante o ensaio, a liberação total de calor,Taxa de produção de fumaça por área exposta ou por quilo de material perdido durante o ensaio, produção total de fumaça, taxa de perda de massa e perda total de massa.
Tempo de queima e extinção sustentadas, TTI, em segundos
Taxa de liberação de calor, HRR, em MJ/kg, kW/m2
Taxa média de libertação de calor nos primeiros 180 e 300 anos, em kW/m2
Taxa média máxima de emissão de calor, MARHE, em kW/m2.s
Liberação total de calor, THR, em MJ
Perda de massa, em g/m2.s
Taxa de produção de fumaça, SPR, m2/m2
Produção de fumaça, TSP, em m2
Aparelhos de calorímetros de cone
Aquecedor elétrico radiante em forma de cone, com potência de irradiação de 100 kW por metro quadrado.
Dispositivo de controlo da irradiação e medidor de fluxo de calor.
Bem, célula de carga de isolamento térmico.
Sistema de gases de escape com sensor de medição do fluxo de ar.
Sistema de amostragem de gases de combustão com o dispositivo de filtragem.
Analisador de gás, incluindo o analisador de concentração de O2, CO e CO2.
Sistema de medição da obscurecimento por fumo.
Sistema de auto-calibração.
Sistema de aquisição de dados.
Software de operação.
Aplicação
Avaliação das propriedades de combustão dos materiais
Avaliar os riscos de combustão do material de acordo com os dados do ensaio do calorímetro cônico (por exemplo, HRR, HRR máximo, TTI, SPR, etc.),e identificar os materiais adequados para utilização em diferentes aplicações.
Estudo do mecanismo retardador de chama
Através de ensaios repetidos e de comparação dos dados dos ensaios, a composição dos materiais pode ser otimizada para obter materiais com melhores propriedades retardadoras de chama.
Estudo do Modelo de Fogo
Ao analisar a taxa de liberação de calor, a taxa de liberação de fumaça dos materiais queimados, a análise de tendências ou a ligação a um modelo de ensaio de escala média (ISO 9705), estabelecem-se diferentes tipos de modelos de incêndio.
Resumo
O calorímetro de cone oferece um método para avaliar a taxa de liberação de calor e a taxa de produção dinâmica de fumaça de amostras expostas a níveis de irradiação controlados especificados com um ignição externo.É um instrumento crítico em testes de incêndio e pesquisa que são mais repetíveis, mais reproduzível e mais fácil de conduzir.