本發(fā)明屬于材料熱釋放速率測定和評價技術(shù)領(lǐng)域，涉及測試可燃輕質(zhì)粉末熱釋放速率的方法。
背景技術(shù)：
服裝及食品行業(yè)常采用棉，茶，谷物，皮毛、染料、纖維等為材料，它們在加工過程中易產(chǎn)生大量可燃或易燃的有機粉塵，尤其在高溫、高壓的受限空間內(nèi)，極易形成爆炸等事故。據(jù)行業(yè)統(tǒng)計，谷物等輕質(zhì)粉塵的爆炸次數(shù)占比高達(dá)64.7％。
當(dāng)前關(guān)于粉塵爆炸性能的研究主要聚焦于密度較大的金屬粉塵，可通過測試粉塵的熱釋放速率進行預(yù)測和分析其爆炸危險性，評價材料在火災(zāi)中的燃燒行為，主要采用錐形量熱儀測定其燃燒性能參數(shù)，通過測試粉塵的熱釋放速率進行預(yù)測和分析其爆炸危險性。但由于缺乏表征可燃輕質(zhì)粉末燃燒性能的有效手段，導(dǎo)致當(dāng)前定量分析可燃輕質(zhì)粉末爆炸危險性及其在火災(zāi)中的燃燒行為還未見報道。同時，由于可燃輕質(zhì)粉末密度較小，用錐形量熱儀直接測定其燃燒性能，測試結(jié)果的偏差較大，目前對于可燃輕質(zhì)粉末燃燒時的熱釋放速率還未見報道。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明提出一種測試可燃輕質(zhì)粉末熱釋放速率的方法，填補目前對于可燃輕質(zhì)粉末燃燒時的熱釋放速率測試的空白。
為解決上述問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：
一種可燃輕質(zhì)粉末熱釋放速率的測試方法，包括以下步驟：
步驟一，取待測可燃輕質(zhì)粉末，篩分烘干；
步驟二，將步驟一的產(chǎn)物進行柱狀成型壓制，卸壓得到壓塊試樣；
所述壓制時受壓強度為0.2mpa～0.4mpa，升壓速率為0.05mpa/min，保壓3min；
步驟三，對壓塊試樣使用錐形量熱儀進行熱釋放速率測量。
所述步驟一篩分細(xì)度不低于80目，60℃烘干1h。
所述步驟二柱狀的底面為20×20mm2。
所述步驟二壓塊厚度為2～5mm。
所述步驟二壓塊成型不完整可加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)2～4％淀粉后重復(fù)步驟二。
所述步驟二壓制時采用手動液壓增壓。
所述步驟三使用錐形量熱儀前在錐形量熱儀樣品架內(nèi)槽覆蓋鋁箔。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下技術(shù)效果：
(1)本發(fā)明首次提出一種測定可燃輕質(zhì)粉末熱釋放速率的方法。
(2)本發(fā)明提高了測定可燃輕質(zhì)粉末熱釋放速率的精準(zhǔn)性，通過壓制成型提高了可燃輕質(zhì)粉末的密實度，減少了因煙氣作用可燃物顆粒飄至煙道而燃燒不充分；同時壓制過程使得不同細(xì)度的同種粉末的孔隙率差異減小，提高了實驗數(shù)據(jù)的科學(xué)性。
(3)本發(fā)明降低了實驗過程的危險性，壓制成型可提高可燃粉塵的最小著火能，減小了測試時粉塵發(fā)生爆炸的可能性。
(4)本方法適用性廣，可適用于80目以上的有機輕質(zhì)粉塵，并且熱釋放性能穩(wěn)定。預(yù)處理工藝過程簡易，可操作性強。
為了使本發(fā)明的目的及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合實施例對本發(fā)明進行進一步詳細(xì)說明。此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
具體實施方式
可燃輕質(zhì)粉末，是生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的可燃、可爆炸的，密度較小的細(xì)小粉末，在較低的壓力作用下可受壓成型。發(fā)明人研究發(fā)現(xiàn)，若采用直接將可燃輕質(zhì)粉末鋪裝在密封容器中，然后將其置于錐形量熱儀測試其熱釋放性能，存在以下問題：(1)由于可燃輕質(zhì)粉末的密度較小，在儀器測試過程中的風(fēng)壓作用下，易隨煙氣飄至煙道而燃燒不充分，甚至可形成粉塵爆炸，造成重大安全隱患；(2)對于不同細(xì)度的同種粉末，由于其填充時的孔隙率差異較大，導(dǎo)致其燃燒時熱釋放速率差異較大；(3)可燃輕質(zhì)粉末由于最小著火能較低，在錐形量熱儀中的輻射錐升溫過程中，易于燃燒。因此，要想利用現(xiàn)有的錐形量熱儀，就必須研發(fā)可準(zhǔn)確測試可燃輕質(zhì)粉末熱釋放速率的方法，對其進行前期預(yù)處理尤為重要。依據(jù)發(fā)明人查閱的大量專利及文獻資料，未發(fā)現(xiàn)關(guān)于測試可燃輕質(zhì)粉末熱釋放速率的方法。
實施例1：
本實施例提供一種可燃輕質(zhì)粉末熱釋放速率的測試方法，步驟如下：
步驟一，選取谷粉樣品，篩分出細(xì)度為80～85目的粉末，取200g置于烘箱，60℃烘干1h；
步驟二，根據(jù)測試樣品密度，稱取2.0g樣品裝入底面為20×20mm2的鋼制柱狀成型設(shè)備的模具中壓制成型，受壓強度為0.2mpa，升壓速率為0.05mpa/min，保壓3min；泄壓并脫模觀察樣品，形成厚度為5mm的方形樣品。
步驟三，按規(guī)定對錐形量熱儀進行預(yù)熱、校準(zhǔn)和設(shè)定輻照強度后，在樣品架內(nèi)槽覆蓋鋁箔，并將25塊樣品整齊排列，平鋪于樣品臺內(nèi)槽內(nèi)，按照錐形量熱儀的操作規(guī)程，放入樣品架實驗并采集數(shù)據(jù)，每個樣品測試3次確定其熱釋放速率。
所測試谷粉熱釋放速率的實驗結(jié)果見表1。
實施例2：
本實施例提供一種可燃輕質(zhì)粉末熱釋放速率的測試方法：
步驟一，篩分細(xì)度為100～120目，其他同實施例1；
步驟二，加入2％的淀粉，0.4mpa壓制，形成厚度為2mm的方形樣品，其他同實施例1；
步驟三，同實施例1；
所測試谷粉熱釋放速率的實驗結(jié)果見表1。
實施例3：
本實施例提供一種可燃輕質(zhì)粉末熱釋放速率的測試方法：
步驟一，篩分細(xì)度為140目以上，其他同實施例1；
步驟二，形成厚度為3.5mm的方形樣品，其他同實施例1；
步驟三，同實施例1。
所測試谷粉熱釋放速率的實驗結(jié)果見表1。
表1為3個實施例測試谷粉熱釋放速率的實驗結(jié)果，從中可見谷粉粒度越小，引燃時間越長，其總放熱量越多，平均熱釋放速率越大，有焰燃燒時間越短，但單位面積熱釋放速率峰值變化不大，失重率越大，表明材料燃燒得更充分。
表1不同細(xì)度谷粉3個實施例的熱釋放速率
對比例1：
本對比例給出一種可燃輕質(zhì)粉末熱釋放速率的測試方法，不同于實施例1的是：因裝入較多樣品導(dǎo)致所壓制樣品的厚度達(dá)8mm。
對比例2：
本對比例給出一種可燃輕質(zhì)粉末熱釋放速率的測試方法，不同于實施例1的是：受壓強度為1mpa。
對比例3：
本對比例給出一種可燃輕質(zhì)粉末熱釋放速率的測試方法，不同于實施例1的是：保壓1min。
所測試對比例中谷粉熱釋放速率的實驗結(jié)果見表2。
表2為3個對比例熱釋放速率的實驗結(jié)果，從中可見壓制樣品厚度過大、壓力過高和保壓時間太短均會影響樣品的熱釋放性能，例如因壓制壓力過高導(dǎo)致所壓制樣品在脫模過程中易開裂，因保壓時間太短導(dǎo)致所壓制樣品在測試過程中易碎。主要表現(xiàn)為失重率較低，間接表明樣品材料燃燒不夠充分。表23個對比例的熱釋放速率