锥形量热仪测试样品表面和加热器的距离

锥形加热器设计用于在整个样品表面上提供均匀的热通量。它针对定义的样品(正方形 10 × 10 cm)和锥形加热器之间的特定距离进行了合理优化。然而,在斑块边缘和角落的极端位置,热通量不是很均匀。该图显示了当加热器在样品中心调整为 30 kW m-2 和加热器底板下方 2.5 cm 时,在不同位置测量的施加热通量。测量样品架中心的热通量,当锥形加热器下方的垂直距离在 0 到 3.5 cm 之间变化时,施加的热通量相当恒定,但在加热器下方超过 2.5 cm 时几乎呈线性下降.沿样品边缘一半的热通量显示出对垂直距离的更明显且接近线性的依赖性。对于距离加热器小于 2.5 厘米的距离,热通量更大,而在 2.5 厘米及以上的距离则明显更少。样品架角落的热通量始终低于中心的热通量。

在图中,样品表面上的热通量在锥形加热器下方 2.5 和 5 cm 处显示。中心的热通量设置为 100%。结果与所考虑范围内的热通量无关(30、50 或 70 kW m-2)。根据 ISO 5660 标准的要求,对于 2.5 cm 距离的大于 5 cm × 5 cm 的区域,热通量是恒定的。整个表面的有效热通量约为97.25%。对于较大的垂直距离,例如 5 厘米,具有恒定施加热通量的中心区域变得更小。整个表面的有效热通量约为90.92%。这就解释了为什么 6 cm 垂直距离的点火时间无法与 ISO 5660 标准中规定的 2.5 cm 的点火时间相媲美。

用户改变初始距离或在测试期间由于样品变形导致的距离变化将对火灾场景产生重大影响,从而影响锥形量热仪的结果。


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