[发明专利]一种评估含湿率对粉尘层火灾影响性的测试装置及方法

说明书

一种评估含湿率对粉尘层火灾影响性的测试装置及方法，属于工业粉尘燃烧技术领域。所述评估含湿率对粉尘层火灾影响性的测试装置包括机箱、温湿度调节系统、点火模块、数据测试系统和控制系统，机箱内设置有用于装载待测粉尘的载粉槽，温湿度调节系统用于调节机箱内的温度和湿度，点火模块用于点燃待测粉尘，数据测试系统包括高速摄像机、红外热像仪、电子天平、热电偶一和热电偶二，控制系统包括上位机和控制器，控制器分别与高速摄像机、红外热像仪、电子天平、热电偶一和热电偶二连接。所述评估含湿率对粉尘层火灾影响性的测试装置及方法有效满足在不同含湿率时层状堆积粉尘火蔓延过程火焰动力学及热力学等特征参数的观测。

技术领域

本发明涉及工业粉尘燃烧技术领域，特别涉及一种评估含湿率对粉尘层火灾影响性的测试装置及方法。

背景技术

工业可燃性粉尘在各个行业领域的产生和应用越来越广泛，而可燃粉尘灾害事故的防控形势却更加严峻。据统计，层着火是粉尘爆炸事故频发的常见诱因，层着火过程产生的明火、高温颗粒等炽热火源诱发的粉尘爆炸事故达30％以上。因此，国内外学者围绕粉尘层火灾诱发粉尘爆炸的事故链做了大量研究工作，其中以粉尘物性参数影响规律的研究为主，而关于粉尘含湿率的影响研究较少。

固体连续性介质的研究结果表明，可燃物质的火灾危险性与其含湿率密切相关。一方面，水分在受热蒸发过程中会带走燃烧过程产生的热量，关于如何通过控制含湿率从而有效降低火灾危险，前人在建筑火灾和森林火灾的防控研究中探讨了可行的方法和技术手段。但考虑粉尘遇湿过程的复杂性和湿度分布的多向性，以上方法无法真实反映粉尘层火灾危险性；另一方面，高温环境中水会与活泼金属会发生置换反应，生成的氢气会加剧火灾危险性，甚至会引发后果更加严重的粉尘气体耦合爆炸事故。涉爆粉尘行业中针对粉尘含湿率的控制制定了一系列标准规定，然而关于含湿率对粉尘层着火蔓延特性参数影响的测试至今仍未出台相关标准及测试装置。

因此，亟需一套全新的评估含湿率对粉尘层火灾影响性的测试装置及方法，以满足可燃粉尘遇湿情况下着火蔓延特性参数的测定，用以完善现有可燃粉尘层火灾危险性评价指标体系，弥补现有含湿粉尘层着火蔓延特性测试标准的空白。

发明内容

为了解决现有技术存在的无法准确表达含湿粉尘层火灾危险性等技术问题，本发明提供了一种评估含湿率对粉尘层火灾影响性的测试装置及方法，有效满足在不同含湿率时层状堆积粉尘火蔓延过程火焰动力学及热力学等特征参数的观测。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种评估含湿率对粉尘层火灾影响性的测试装置，包括机箱、温湿度调节系统、点火模块、数据测试系统和控制系统；

所述机箱内设置有用于装载待测粉尘的载粉槽；

所述温湿度调节系统用于调节机箱内的温度和湿度；

所述点火模块设置于载粉槽的外部，用于点燃待测粉尘；

所述数据测试系统包括设置于机箱外部的高速摄像机和红外热像仪、设置于机箱内部载粉槽下方的电子天平、设置于载粉槽内水平方向的若干个热电偶一、以及设置于载粉槽竖直方向的若干个热电偶二；

所述控制系统包括上位机以及与上位机连接的控制器，所述控制器分别与高速摄像机、红外热像仪、电子天平、热电偶一和热电偶二连接。

进一步的，所述点火模块包括伸缩式悬臂梁、固体点火器和点火器开关，所述伸缩式悬臂梁的伸出端与固体点火器连接，所述固体点火器设置于所述载粉槽的外部侧面，所述固体点火器与设置于箱体外部的点火器开关连接。

进一步的，所述温湿度调节系统包括温度调节系统和湿度调节系统；