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C.2 系统响应的校准


C.2.1 燃烧器热输出的梯级校准
C.2.1.1 概要

本校准程序采用标准燃烧器在三种不同的热输出水平下进行。该程序用以确定气体分析仪的响应和滞后时间、燃烧器切换响应时间、热电偶的响应时间和用以计算热释放速率的换算系数。该校准程序至少每月或30次试验后(两者以时间先者为准)应校准一次。
C.2.1.2 校准程序
将小推车(不含试样,但包括背板)放置于集气罩下的框架中,运行测量设备,进行下述操作:
a) 排烟系统的体积流速设为:V298= (0.60±0.05)m3/s[根据附录A的A.5.1.la)进行计算]。 在整个校准期间内,该体积流速应在0.65m3/s和0.50m3/s之间。
b) 记录排烟管道里的温度和T1、T2和T3以及环境温度,且至少持续记录300s。环境温度应不超过(20±10)℃,管道中的温度与环境温度之差不应超过4℃。
c) 在记录单上记录试验前的情况。应记录的数据见8.3.2。
d) 开始记时和数据的自动记录:根据定义,此时t=0s。根据8.4,每3s应记录的数据为t、m气体、xO2、XCO2△p以及T0至T3
e) 点燃辅助燃烧器并根据表C.1在每个步骤开始的前5s内调节丙烷的质量流量。
辅助燃烧器的丙烷供应
f) 将丙烷供应从辅助燃烧器切换到主燃烧器,并根据表C.2在每个步骤开始的前5s内调节丙烷的质量流量。
主燃烧器的丙烷供应
g) 当步骤6结束时,停止数据的自动记录。
h) 记录试验结束时的情况。应记录的数据见8.3.5。
注1:燃烧器在规定的丙烷质量流量水平时所产生的热输出约为0kW、30kW和93kW。
注2:质量流量的设置范围比试验程序中的设置偏差大,以便于对质量流量进行快速调节。
C.2.1.3 计算
根据原始数据,计算:
a) 对于每一个步骤(步骤3除外):
t气体:步骤的开始时间,为丙烷流量与前一步骤最后2min的平均值相比,以100mg/s的速率发生了变化时的第一个数据点的时间;
tT:为温度Tms与前一步骤最后2min的温度平均值相比,变化了2.5K时的第一个数据点的时间;
:为O2浓度与前一步骤最后2min的O2浓度平均值相比,变化了0.05%时的第一个数据点的时间;
:为CO2浓度与前一步骤最后2min的CO2浓度平均值相比,变化了0.02%时的第一个数据点的时间;
:为O2浓度达10%变化时的第一个数据点的时间,采用前一步骤最后2min和当前步骤最后2 min的O2浓度的平均值来计算;
:类似于,即变化达到90%时第一个数据点的时间;
:CO2浓度达10%变化时的第一个数据点的时间,采用前一步骤最后2min和当前步骤最
后2min的CO2浓度的平均值来计算;
:类似于,即变化达到90%时第一个数据点的时间;
:Tms达10%变化时的第一个数据点的时间,采用前一步骤中最后15s的Tms平均值以及当前步骤开始后15s和30s之间的Tms平均值来计算;
:类似于,即变化达75%时第一个数据点的时间;
b) 氧气分析仪的滞后时间,为第4、5和6步骤中的平均值;
c) 二氧化碳分析仪的滞后时间,为第4、5和6歩骤中的平均值;
d) 氧气分析仪的响应时间,为第4、5和6步骤中的平均值;
e) 二氧化碳分析仪的响应时间,为第4、5和6步骤中的平均值;
f) 燃烧器切换响应时间,为t和t的差值,其中:
t为第3步骤中第一个数据点的时间,此时O2浓度增加了步骤1和步骤2最后2min内O2浓度平均值差值的10%;
t为步骤3中第一个数据点的时间,之后O2浓度下降到相同水平。
g) 温度响应时间为步骤2、4、5和6中 平均值;
h)q气体(t)和,见附录A的A.7.1;
i)根据h),步骤2、3和5中最后2min内q气体(t)的平均值();根据已得出的分析仪的滞后时间,在时域上对O2和CO2的数据向后移位,并计算:
j) HRR(t),根据附录A的A.5.1.1,等于HRR(t),但E=16800kJ/m3 (丙烷热值):
k) HRR30s(t),根据附录A的A.5.1.4,采用符合j)的HRR(t);
l) 根据j),步骤2、3和5中最后2min内HRR(t)的平均值
m) 流量分布因子气体:
C.2.1.4 判据
应满足以下判据:
a) 两个分析仪的滞后时间均不应超过30s;
b) 两个分析仪的响应时间均不应超过12s;
c) 燃烧器切换响应时间不应超过12s;
d) 温度响应时间不应超过6s
e) 设备响应应符合附录A的A.3.3和附录A的A.3.4中的判据;附录A的A.3.3和附录A的A.3.4中的最终值应视为步骤6中最后30s的平均值;
f) 在执行步骤2、3、4和5后的40s和160s之间的间隔期内,比值应连续在(100±5)%之内在开始进行步骤2、4和5时,采用tT;步骤3开始时,t=300s;
g) 根据C.2.1.3,HRR步骤2平均值和HRR步骤3平均值的差不应超过0.5kW。
C.2.1.5校准报吿
校准报告应包含以下内容:
a) 的曲线图;
b) 根据C.2.1.4f),比值在四个时段中每个时段的最大值和最小值;
c) 两个分析仪的滞后时间和响应时间;
d) 燃烧器切换响应时间;
e) 温度响应时间;
f) 步骤2、步骤3和步骤5中的值;
g) HRR(t)计算中采用的kt值;
h) 的值。
C.2.2 庚烷校准
C.2.2.1 概要
测量系统支架或排烟系统的其他主要配件经安装、维护、修理或更换后,在试验前应进行校准且校 准应至少每年进行一次。采用以下设备和燃气进行测量:
a) 内径为(350±5)mm的开敞式圆形钢质燃料托盘,其内壁高度为152mm,壁厚3mm;及
b) 庚烷(纯度(99%)。
C.2.2.2 程序
将小推车(不含试样,但包括背板)放置于集气罩下的框架中,运行测量设备,进行下述步骤:
a) 将排烟系统的体积流速设为V298= (0.60±0.05)m3/s(根据附录A的A.5.1.1a)进行计算)。 在整个校准期间,体积流速应在0.50m3/s〜0.65m3/s这一范围内。
b) 记录环境温度T0以及排烟管道中的热电偶温度T1、T2和T3且至少持续记录300s。测量燃
料托盘的表面温度。环境温度应不超过(20±10)℃。排烟管道内的温度及燃料托盘的温度与环境温度相差应不超过4°C。
c) 将燃料托盘放置在小推车平台的标准硅酸钙板上(其尺寸为400mmX400mm),并高于穿过小推车底板对角线的燃气管道100mm。燃料托盘的放置应使试样支架内角与燃料托盘边壁间的距离为500 mm。正确放置后,托盘边壁与背板及侧板间的距离至少为300mm。
d) 将(2000±10)g水注入燃料托盘中。
e) 在记录单上记录试验前的情况。应记录的数据见8.3.2。
f) 开始计时并开始自动记录数据:此时t定义为按8.4,每3s应记录的数据为t 、m气体
xO2、xC02、△p、T0和T3以及光接收器的输出信号。
g) 至少2min后,缓慢将(2840±10)g的庚烷导入托盘内的水中。
h) 至少1min后,点燃庚烷气体(t1)。
i) 燃烧停止后,持续记录数据5min再停止(t2)。
j) 记录试验结束时的情况。需记录的数据见8.3.5。
C.2.2.3 计算
计算以下数值:
a) 按附录A的A.6,计算t1至t2时段生成的总烟量TSP。再用TSP除以消耗的燃料质量(m);
b) 按附录A的A.5,计算t1至t2时段总热释放量THR。应采用16500kJ/m3 (庚烷的值)的E值计算热释放量(附录A的A.5.1.1)。再用THR除以消耗的燃料质量(m);
c) 流量分布因子

C.2.2.4 判据
应符合以下判据:
a) 比值 THR/m (MJ/kg)应为4456MJ/kg土222.8MJ/kg;
b) 在t2时刻,光接收器的输出信号应不超过其初始值的1%(即在l(30s…90s)的99%和101%之间);
c) 设备响应应符合附录A的A.3.3和附录A的A.3.4的判据。
注:比值THP/m (m2/kg)可用以表征烟气测量系统的性能。其值应为(125±25)m2/kg。
C.2.2.5 校准报告
校准报告应包含以下内容:
a) SPR(t)和HRR(t)的曲线图;
b) 比值 TSP/m 和 THR/m;
c) HRR(t)计算中使用的kt和的值。
C.2.3 流速分布因子
C.2.3.1 概要

双向探头或排烟系统的其他主要配件经安装、维护、修理或置换后,应测定系数,且应至少每年进行一次。采用皮托管或热丝风速计进行测量。
C.2.3.2 测量说明
a) 设备应在减震装置上运行,以确保读数的稳定性。
b) 当将测量探头插入排烟管道中时,探头位置应用机械方式而非人工方式固定。应检查探头的水平或垂直位置(视要求而定)以及与管道成直角的情况。
c) 应关闭风速计中未使用的进风口 。
d) 对每个测量点的气体流速应测量20次,当气体从中心向外逸出时,测量10次,气体从外向中心导入时再测量10次。
e) 单半径上的测量位置在距离管壁的以下位置点:0.038;0.153;0.305;0.434;0.722和1.000 (中心),且用半径的分数表示(摘自ISO3966:1997)。测量位置见图C.1。
注:对于所采用的管道直径(315mm)而言,这些位置点(与中心的距离,mm)为:0mm; 43.7 mm; 89.1 mm; 109.5mm;133.4mm;151.5mm。
排烟管道的截面图—气体流速的测量位置点
c.2.3.3 操作
进行以下步骤:
a) 将排烟管道的体积流速设为:V298=(0.60±0.05)m3/s[根据附录A的A.5.1.la)进行计算]。
b) 记录排烟管道中的热电偶温度T1T2T3和环境温度并至少持续记录300s。环境温度应不超过(20±10)℃,管道中的温度与环境温度之差不应超过4°C。
c) 测量所有测量位置点的气体流速,每个进风口处测量6个位置点。
d) 设Vc为中心位置点的流速,Vn值为每个进风口处其他5个位置点的数值,对所有测量位置点的气体流速都根据20个测量值的平均值进行计算。
注:这样,整个直径上的流速分布在水平和垂直方向上均得以测量和计算。
C.2.3.4 的计算
就一个确定的半径而言,半径n上的平均速度设为VN,为该半径上四个测定的Vn值的平均值。中心位置处的速度设为vc,为中心位置四个测定的Vc值的平均值。这样,流速分布因子为:
C.2.3.5 测量报告
测量报告应包含以下内容:
a) 根据五个半径方向上的平均值VN和Vc得出的每个进风口的流速分布图(一个垂直和一个水平截面);
b) 四个Vn、四个Vc、及平均值VN和Vc以及所得的ktv。                     .
C.2.4 流量系数kt
系数kt (用以计算A.5.1中的热释放速率)应按的平均值进行计算,并符合以下判据:
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建筑材料或制品的单体燃烧试验 GB/T20284-2006
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