Устройство для сравнительной оценкиТЕплОВОй эффЕКТиВНОСТи зАжигАТЕльНыХВЕщЕСТВ Советский патент 1981 года по МПК G01K17/06 

Изобретение относится к контрольно,-измерительной технике и может быть применено для сравнительной оценки тенпового воздействия зажигательного вещества. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является водяной калориметр, содержащий установочную плиту закрепленную на штативе J. Однако известное устройство облада ет значительной инерционностью, поэтому условия теплообмена не отражают специфики взаимодействия огнесмеси с воспламеняемь)м веществом. Целью изобретения является умеыьщение инерционности и повышение точности моделирования процесса взаимодействия зажигательного вещества с объектом. Поставленная цель достигается тем что в предлагаемом устройстве на уста новочной плите расположен плоский приемник тепла от горящего зажигатель ного вещества, выполненный в виде одного или нескольких рядов тонких металлических пластин, изолированных друг От друга и от установочной плиты и соединенных электрически последовательно, а над ним закреплен приемник тепла от пламени, выполненный в виде пологого теплоизоляционного усеченного лсонуса, вдоль внутренней поверхности которого спирашьно проходит один или несколько.рядов изолированных друг от друга и от самого конуса тонких металлических лент, соединенных электрически последовательно, причем оба приемника тепла подсоединены к измерителям электрического сопротивления. На фиг. 1 изображена схема устройства для сравнительной оценки тепловой эффективности зажигательных веществ; на фиг. 2 - схема измерительных элементов устройства для оценки тепловой эффективности; на фиг. 3 график зависимости теплосодержания 3

от времени t к устройству для оценки тепловой эффективности,

На теплоизоляционной плите 1 устройства устанавливается плоский приемник 2 тепла, состоящий из двойного ряда тонких металлических пластин 3, зазоры между которыми герметизированы термостойкими электроизоляторами 4. Верхние и нижние пластины 3 и плита 1 разделены тонкими воздушными прослойками 5.- Все пластины имеют одинаковое сечение и соединены между собой в последовательную электрическую цепь (см. на фиг. 2 ). К стоке 6 крепятся подвижные сольца 7 и 8, фиксирующие положение конического приемника 9 тепла, который состоит из теплоизоляционного кожуха 10, внешней 11 и внутренней -12 спиральных измерительных лент. Спиральные ленты 11 и 12, имеющие одинаковое сечение, изолированы друг от друга термостойкой электроизоляционной замазкой 13 (если воздушный зазор не обеспечивает надежной изоляции) и соединены между собой в последовательную электрическую цепь (см. фиг. 2). : Измерительный элементы пластины 3, а также спиральные ленты 11 и 12 , разделенные воздушным теплоизоляционными прослойками, размещаются в два ряда для того, чтобы устранить теплообмен пластин 3с плитой 1 и лент 11 и 12, с внешним кожухом 10. При больших тепловых напряженностях нагреваемых поверхностей целесообразно исползование более двух рядов измерительных -элементов, а при малых теплонапряженностях можно ограничиться одним рядом,

Устройство работает следующим образом.

Испытуемое вещество (огнесмесь) помещается на плоском приемнике 2 тепла и поджигается. В результате непосредственного теплового воздействия огнесмеси на измерительные пластины 3 и пламени на измерительные спиральные ленты 11 и 12 они нагреваются и изменяют свое электрическое сопротивление, которое регистрируется во времени двумя автоматическими измерителями.

Если появится необходимость определения тепловосприятия по высоте конического приемника 9 или на отдельных участках плоского приемника 2, слдует измерять локальные сопротивления пластины или ленты.

При определении тепловосприятия металлических элементов 3, 11 и 12 по увеличению их электрического сопротивления предполагается, что теплоемкость и температурный коэффициент электрического сопротивления являются известными и в достаточной степени постоянными величинами в нужном диапазоне изменения температур; температура по сечению проводника постоянна, поскольку его поперечные размеры выбираются малыми, и не меняется только по длине элемента.

Из дифференциального выражения за«пна Ома

3R-- po nT-Tj de/s

где R - электрическое сопротивление

г .

проводника длиной

f,0 - удельное электрическое сопротивление при начальной температуре проводника TOJ К - температурный коэффициент

электрического сопротивления, S и Т - сечение и температура проводника,

если вместо dlввести , следует такая зависимость между суммарным сопротивлением по всей длине нагреваемого проводника и его теплосодержанием

R--RO Ь HT-VdV Ro -5 30

Рое

гдеРр- начальное сопротивление

проводника; V S1 - объем проводника;

С - объемная теплоемкость

проводника.

Интеграл в выражении (2) определяет теплосодержание элемента, т.е. 4

3-Ic(T-To)dV. i О

Учитывая (2), выразим 3 через известные величины:

CS

()

П- ;; (R-ЯО

Изменение теплосодержания j во времени t качественно описывается кривой ABC (см. фиг. 3). За меру сравнитель ной оценки зажигательной способности огнесмесей может быть принято максимальное количество тепла, воспринято измерительными элементами, которому соответствует точка В. На предлагаем устройстве можно учитывать растекаемость зажигательных веществ. Формула изобретения Устройство для сравнительной оценки тепловой эффективности зажигательных веществ, содержащее установочную плиту, закрепленную на штативе, о тличающееся тем, что, с цель уменьшения инерционности и повышения точности моделирования процесса взаимодействия зажигательного вещества с объектом в нем на установочной плите расположен плоский приемник тепла от 0 горящего зажигательного вещества, выполненный в виде одного или нескольких рядов тонких металлических пластин, изолированных друг от друга и от установочной плиты и соединенных электрически последовательно, а над ним закрегшен приемник тепла от пламени, выполненный в виде полого теплоизоляционного усеченного конуса, вдоль внутренней поверхности которого спирально проходит один или несколько рядов изолированных друг от друга и от самого конуса тонких металлических лент, соединенных электрически последовательно, причем, оба приемника тепла подсоединены к измерителям электрического сопротивления. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе. 1. Авторское свидетельство СССР № 41733, кл. G 01 N 33/22, 1934.