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7.18 动态热试验


7.18.1 插入试验
7.18.1.1 用某一温度等级的喷头试样,在标准方位和偏离最不利方位各进行10次插入试验,其他温度等级的喷头,每种取10只试样进行标准方位的插入试验。每种方位的RTI值按7.18.3和7.18.4规定的方法计算。
    干式喷头用其长度最短的产品进行试验。
    插入试验时喷头的固定基座应使用黄铜制作,应保证在每一个独立的插入试验中,历时55s的试验期间固定座或水的温升不超过2℃(固定座的温升采用热电偶进行测量,测点嵌入基座内从内螺纹根部径向向外不超过8mm,或将热电偶置于喷头入口内中心部的水中)。如果响应时间超过55s,固定座或水温的摄氏温度的增量数值在每个独立的插入试验中,不得超过响应时间(s)值的0.036倍。
    进行试验的喷头应在接口螺纹上缠1至1.5圈的聚四氟乙烯带,拧入固定座的力矩为(15±3)N·m。将每只待试喷头安装在风洞试验盖上,并将其保存在一恒温箱内,以使喷头和盖达到(25±5)℃的时间不少于30min。
    在试验前,应将至少25mL温度为(25±5)℃的水引入喷头入口,并施加0.05MPa的压力。用精度为±0.01s的计时仪器测量从喷头插入风洞到其动作的时间即响应时间。
    试验采用风洞进行,在试验段(喷头部位)按表8调节选取相应的气体流速及温度范围。为了使试样(热敏元件)和限流边界(风洞壁)之间的热辐射交换尽量减小,应在设计上保证试验段热辐射效果不超过RTI计算值的±3%。
    应测量并控制风洞中气流的温度和流速,在整个试验过程中,风洞试验段的控温精度在129℃~141℃温度范围内为±1℃,在其他温度范围内为±2℃;流速为(1.65~1.85)m/s和(2.4~2.6)m/s时,流速的控制精度为±0.03m/s,流速为(3.4~3.6)m/s时,流速的控制精度为±0.04m/s。
7.18.1.2 进行偏离最不利方位插入试验时,标准响应喷头应在偏离最不利方位15°的方位进行试验;特殊响应喷头应在偏离最不利方位20°的方位进行试验;快速响应喷头应在偏离最不利方位25°的方位进行试验。
7.18.2 传导系数(C)的确定
    传导系数C1采用7.18.2.1或7.18.2.2所述的方法测量确定。
表8 插入试验时试验段(喷头部位)条件范围
表8 插入试验时试验段(喷头部位)条件范围
7.18.2.1 反复插入试验
    反复插入试验是确定C的一个重复过程,试验必须使用未使用过的喷头试样。即使试样在反复插入试验中未动作,也必须换用新试样进行试验。干式喷头用其长度最短的产品进行试验。
    试验时,喷头试样处于标准方位。在试样接口螺纹处缠1至1.5圈聚四氟乙烯带,将其拧入固定座,扭矩为(15±3)N·m。将每只待试喷头安装于风洞试验盖上,并将其保存在恒温箱内以使喷头和盖达到环境温度的时间不少于30min。
    试验前,将至少25mL为(20±5)℃的水引入头入口,并施加0.05MPa的压力。
    使用精度为±0.01s的计时仪器测量从喷头插入风洞到其动作的时间,即响应时间。
    固定座的温度在试验期间应保持在(20±5)℃。在风洞试验段喷头位置,气体流速应保持在选择流速的±2%之内。试验期间气体温度的选择和控制精度应符合表9的要求。
    应选择合适的气流速度,以使试样在两个连续的速度之间启动。即必须选择两个流速,在低速(UL)时,试样在15min试验期间内不能启动,而在下一个较高的速度(UH)时,在15min内试样必须启动。如果喷头在最高流速还未动作,应从表9中选择下一较高温度级的气流温度。
    试验流速的选择应满足:
公式4
    试样的C值为使用下列公式,在两个速度下计算出的数值的平均值:
公式5
    式中:
    △Tg ——实际气体温度减去固定座温度(Tm),单位为摄氏度(℃);
    △Tea——平均液浴动作温度减去固定座温度(Tm),单位为摄氏度(℃);
    U——试验段实际气流速度,单位为米/秒(m/s)。
    通过一组试验测量并确定三个C值,然后计算三个C值的算术平均值做为喷头的C值。这个C值被用来计算所有标准方位的RTI值(参见附录D)。
    1)如果被确定的C小干0.5(m/s)1/2,为了计算RTI值可假设C为0.5(m/s)1/2
表9 确定传导系数C时,试验段(喷头部位)的条件     单位为摄氏度
表9 确定传导系数C时,试验段(喷头部位)的条件
7.18.2.2 等速率升温试验
    等速率升温试验在风洞试验装置中进行,喷头固定端温度的要求与插入试验相同,喷头试样不需预热。
    每种类型的喷头取10只试样,在标准方位进行试验。将喷头插入流速为1m/s±0.1m/s的气流中,试验初始气流的温度为该喷头的公称动作温度。
    气温以(1±0.25)℃/min的速率上升,直至喷头动作。试验应控制和记录气体的温度、流速、喷头固定端的温度和喷头的动作温度。
    C值的计算公式与7.18.2.1中的公式相同,即:
公式6
    式中:
    △Tg ——实际气体温度减去固定座温度(Tm),单位为摄氏度(℃);
    △Tea——平均液浴动作温度减去固定座温度(Tm),单位为摄氏度(℃);
    U——试验段实际气流速度,单位为米/秒(m/s)。
    取10只试样C值测量值的平均值作为喷头的C值。
    此试验方法适用于所有温度等级的洒水喷头。
7.18.3 RTI值的计算
    RTI的计算公式如下:
公式7
    式中:
    tτ——喷头响应时间,单位为秒(s);
    u——风洞试验段的实际气体速度(取自表8),单位为米/秒(m/s);
    △Tea——喷头的平均液浴动作温度减去环境温度(Tm),单位为摄氏度(℃);
    △Tg ——试验段的实际气体温度减去环境温度(Tm),单位为摄氏度(℃);
    C——按7.18.2规定的方法确定的热传导系数,单位为(m/s)0.5
    计算的示例参见附录D。
7.18.4 偏离最不利方位时RTI的确定
    偏离最不利方位RTI值的计算需使用偏离最不利方位的C值,这个C值比标准方位的C值大一个倍数,此倍数等于偏离最不利方位RTI值的平均值与标准方位RTI值平均值的比值。因此,插入试验中的表达式变为偏离最不利方位RTI值的隐函数,可通过叠代解出偏离最不利方位的RTI值。计算的示例参见附录D。
    对于快速响应喷头,如果偏离最不利方位的RTI值无解,则偏离最不利方位的插入试验应在表8给出的特殊响应洒水喷头的试验条件下重新进行,根据重新试验的结果计算RTI值。
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【已废止】自动喷水灭火系统 第1部分:洒水喷头 GB5135.1-2003
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