Устройство для экспериментов по воспламенению

Авторы патента:

НАКАМУРА Хисаси (JP)

МАРУТА Каору (JP)

КАТО Соитиро (JP)

ОИКАВА Наоки (JP)

G01N25/50 - путем определения температуры воспламенения; путем определения взрывчатых свойств

Владельцы патента RU 2537082:

ТОХОКУ ЮНИВЕРСИТИ (JP)
АйЭйчАй КОРПОРЕЙШН (JP)

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для проведения экспериментов по воспламенению. В устройстве для экспериментов по воспламенению для получения положений горения, образованного внутри трубки (1), можно регулировать градиент температуры в продольном направлении, приложенный к трубке, посредством включения в него устройства для подачи терморегулирующей текучей среды (2). Терморегулирующая текучая среда протекает вокруг испытательной трубки. Технический результат - повышение точности измерения температуры воспламенения. 5 з.п. ф-лы, 7 ил.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к устройству для экспериментов по воспламенению. По настоящей заявке испрашивается приоритет на основании Японской патентной заявки № 2010-257844, поданной 18 ноября 2010 г., содержание которой полностью включено в настоящий документ посредством ссылки.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Традиционно при измерении температуры воспламенения горючих жидкостей, использующихся в качестве топлива, широко используется так называемый ASTM-способ (Американский стандартный способ испытания). Однако при использовании ASTM-способа (ASTM D2155-66, ASTM E659-79), поскольку зона горения является большой, большими становятся и ошибки измерения.

С другой стороны, в патентном документе 1 предлагается способ, при котором сжигается топливо внутри трубки, к которой прилагается градиент температуры в ее продольном направлении, тем самым вызывая в ней горения, и измеряется температура воспламенения горючего на основании положения горения.

Документ предшествующего уровня техники

Патентный документ

[Патентный документ 1] Японская нерассмотренная патентная заявка, первая публикация № 2010-112892

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Техническая проблема

В частности, в Патентном документе 1 при приложении градиента температуры к трубке в продольном направлении трубка нагревается посредством источника тепла, расположенного на боковой поверхности с одного конца трубки. В результате расстояние от источника тепла меняется в зависимости от части трубки и градиент температуры, при котором на боковой поверхности вблизи источника тепла температура является высокой, а температура на боковой поверхности, противоположной источнику тепла, является низкой, прикладывается к трубке в продольном направлении.

Однако для точного измерения температуры воспламенения топлива требуется получить правильное соотношение между местом образования горения и температурой трубки в месте образования горения. Соответственно, может быть предпочтительно, чтобы градиент температуры в продольном направлении, приложенный к трубке, регулировался со стороны экспериментатора.

Настоящее изобретение выполнено с учетом вышеуказанных обстоятельств и с целью сделать возможной регулировку градиента температуры в продольном направлении, приложенного к трубке, в устройстве для экспериментов по воспламенению для получения положений пламени, сформированного в трубке.

Решение проблемы

Настоящее изобретение принимает следующие конфигурации в качестве средств для решения вышеупомянутых проблем.

Согласно первому изобретению обеспечивается устройство для экспериментов по воспламенению, включающее в себя: испытательную трубку, в которой образуется горение и внутренний канал которой имеет диаметр меньше расстояния гашения пламени при нормальной температуре; подающее устройство для подачи предварительно перемешанного газа, полученного посредством смешивания топлива и окислителя в испытательной трубке; устройство получения положения горения, предназначенное для получения положения горения внутри испытательной трубки; и устройство для подачи терморегулирующей текучей среды, предназначенное для обеспечения протекания терморегулирующей текучей среды по испытательной трубке.

Согласно второму изобретению в первом изобретении устройство для подачи терморегулирующей текучей среды выполнено с возможностью регулирования расхода терморегулирующей текучей среды.

Согласно третьему изобретению в первом или втором изобретении испытательная трубка представляет собой прямую трубку, проходящую в вертикальном направлении, а устройство для подачи терморегулирующей текучей среды вызывает протекание терморегулирующей текучей среды снизу вверх.

Согласно четвертому изобретению в любом из изобретений с первого по третье устройство для подачи терморегулирующей текучей среды включает в себя: часть создания текущей среды, предназначенную для создания текучей среды; нагревательное устройство для регулировки температуры текучей среды, созданной части создания текучей среды, таким образом, превращая текучую среду в терморегулирующую текучую среду; и направляющая часть для направления терморегулирующей текучей среды от одного конца испытательной трубки в направлении другого ее конца.

Согласно пятому изобретению в четвертом изобретении направляющая часть окружает испытательную трубку и включает в себя проем, открывающей диапазон измерений посредством устройства получения положения горения в испытательной трубке.

Согласно шестому изобретению в четвертом изобретении испытательная трубка прозрачна для света, испускаемого пламенем, при этом устройство получения положения горения представляет собой устройство получения изображения, предназначенное для съемки изображений испытательной трубки снаружи от нее, а направляющая часть представляет собой трубку, окружающую испытательную трубку и обладающую прозрачностью для света, испускаемого пламенем.

Результаты изобретения

Настоящее изобретение выполнено таким образом, что устройство для подачи терморегулирующей текучей среды выполнено с возможностью протекания терморегулирующей текучей среды по испытательной трубке.

Кроме того, посредством изменения расхода, температуры, скорости потока или подобного терморегулирующей текучей среды можно изменить состояние нагревания испытательной трубки.

Следовательно, согласно настоящему изобретению путем изменения расхода, температуры, скорости потока или подобного терморегулирующей текучей среды можно дополнительно регулировать градиент температуры в продольном направлении испытательной трубки.

В настоящем изобретении градиент температуры в продольном направлении может быть приложен к испытательной трубке только посредством обеспечения протекания терморегулирующей текучей среды. Таким образом, градиент температуры в продольном направлении может также прилагаться к испытательной трубке в условиях высокого давления, и градиент температуры в продольном направлении может регулироваться.

Например, в случае использования водородной горелки в качестве источника тепла для приложения градиента температуры в продольном направлении к испытательной трубке может возникать противоположный поток пламени и становится трудно проводить эксперимент по воспламенению топлива в условиях высокого давления.

В отличие от этого согласно настоящему изобретению можно легко выполнить эксперимент по воспламенению топлива в условиях высокого давления.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг. 1A - схематический вид, представляющий конфигурацию устройства для экспериментов по воспламенению в первом варианте осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 1B - вид в поперечном сечении по линии A-A изображения, представленного на фиг. 1A.

Фиг. 2 - график, показывающий градиенты температуры в продольном направлении испытательной трубки в случае, когда расход терморегулируемого газа меняется в устройстве для экспериментов по воспламенению в первом варианте осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 3A - схематический вид, представляющий конфигурацию устройства для экспериментов по воспламенению во втором варианте осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 3B - вид в поперечном сечении по линии B-B изображения, представленного на фиг. 3A.

Фиг. 4A - схематический вид, представляющий конфигурацию устройства для экспериментов по воспламенению в третьем варианте осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 4B - вид в поперечном сечении по линии C-C изображения, представленного на фиг. 4A.

ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Ниже описаны варианты осуществления устройства для экспериментов по воспламенению согласно настоящему изобретению со ссылкой на чертежи. Кроме того, в нижеследующих чертежах масштаб каждого элемента приблизительно изменен так, чтобы каждый элемент имел размеры, позволяющие его различить.

(Первый вариант осуществления)

Фиг. 1A и 1B представляют собой схематические виды, представляющие конфигурацию устройства S1 для экспериментов по воспламенению в этом варианте осуществления.

Устройство S1 для экспериментов по воспламенению в этом варианте осуществления представляет собой устройство для воспламенения испытуемого газа, содержащего топливо, а значит, образующего пламя, и для получения положений горения при измерении температуры воспламенения топлива.

Как представлено на фиг. 1A, устройство S1 для экспериментов по воспламенению в этом варианте осуществления включает в себя испытательную трубку 1, участок 2 подачи терморегулирующего газа (устройство подачи терморегулирующего газа), участок 3 подачи (подающее устройство) испытуемого газа и камеру 4 (устройство получения положения горения).

Испытательная трубка 1 представляет собой трубку, в которой образуется горение и внутренний канал которой имеет диаметр меньше расстояния гашения пламени при нормальной температуре. Для переноса пламени внутри канала канал должен иметь определенную площадь поперечного сечения. Если площадь поперечного сечения канала небольшая, перенос пламени невозможен. Кроме того, вышеупомянутое расстояние гашения пламени представляет диаметр канала, имеющего площадь поперечного сечения, при котором образованное пламя не может быть перенесено.

Испытательная трубка 1 в устройстве S1 для экспериментов по воспламенению в этом варианте осуществления представляет собой прямую трубку, проходящую подобно прямой линии и расположенную так, чтобы проходить в вертикальном направлении с помощью опорного элемента (не показан).

Кроме того, испытательная трубка 1 выполнена из материалов (например, кварцевого стекла), обладающих прозрачностью для света, испускаемого образованным в ней пламенем.

Участок 2 подачи терморегулирующего газа обеспечивает протекание терморегулирующего газа по испытательной трубке 1 вокруг испытательной трубки 1, тем самым прилагая градиент температуры в продольном направлении к испытательной трубке 1. Участок 2 подачи терморегулирующего газа регулирует расход терморегулируемого газа, таким образом, регулируя градиент температуры в продольном направлении испытательной трубки 1.

Кроме того, участок 2 подачи терморегулирующего газа впрыскивает сырой газ, образующий терморегулирующий газ, и образует поток сырого газа. То есть участок 2 подачи терморегулирующего газа соответствует части, создающей текучую среду, для создания текучей среды по настоящему изобретению.

Как представлено на фиг. 1A, участок 2 подачи терморегулирующего газа расположен на боковой поверхности одного конца la испытательной трубки 1 и включает в себя часть 2а для впрыскивания текучей среды, нагреватель 2b и направляющую часть 2c.

Как представлено на фиг. 1 A, один конец 1a испытательной трубки 1 выполнен в виде открытого конца, при этом один конец 1a окружен нагревателем 2b. Участок 2 подачи терморегулирующего газа впрыскивает сырой газ в промежуток между испытательной трубкой 1 и нагревателем 2b.

Кроме того, в качестве сырого газа, впрыскиваемого из участка 2 подачи терморегулирующего газа, предпочтительно применять газ, имеющий высокую теплопроводность, например может использоваться гелий.

Устройство S1 для экспериментов по воспламенению в этом варианте осуществления выполнено с возможностью регулировки расхода сырого газа, впрыснутого из участка 2 подачи терморегулирующего газа. Расход сырого газа, впрыснутого из участка 2 подачи терморегулирующего газа, регулируется, и, таким образом, расход терморегулирующего газа, создаваемый в результате нагревания прямого газа, может регулироваться.

То есть в устройстве S1 для экспериментов по воспламенению в этом варианте осуществления участок 2 подачи терморегулирующего газа регулирует расход терморегулируемого газа.

Нагреватель 2b нагревает прямой газ, впрыснутый из участка 2 подачи терморегулирующего газа, и регулирует температуру сырого газа, таким образом, превращая сырой газ в терморегулирующий газ.

Нагреватель 2b в устройстве S1 для экспериментов по воспламенению в этом варианте осуществления выполнен цилиндрической формы, поддерживается опорным элементом (не показан) и расположен таким образом, чтобы окружать боковую поверхность на одном конце la испытательной трубки 1.

Направляющая часть 2c соединена с нагревателем 2b и направляет терморегулирующий газ, образованный посредством нагревания сырого газа нагревателем 2b, по испытательной трубке 1 вокруг испытательной трубки 1.

Направляющая часть 2c выполнена из цилиндрического теплоизоляционного элемента, в который заключена испытательная трубка 1. Длина направляющей части 2c устанавливается такой, чтобы направляющая часть 2c располагалась за пределами области, в которой камера 4 сжимает изображение. Кроме того, как представлено на виде в разрезе на фиг. 1B, направляющая часть 2c включает в себя проем 2c1, открывающий область, в которой камера 4 сжимает изображение, и, таким образом, форма поперечного сечения направляющей части 2c установлена C-образной.

Как представлено на фиг. 1A, участок 3 подачи испытательного газа соединен с другим концом 1b испытательной трубки 1 и подает испытательный газ к испытательной трубке 1.

Участок 3 подачи испытательного газа подает смешанный газ, произведенный посредством предварительного смешивания топлива и окислителя, в качестве испытательного. Кроме того, участок 3 подачи испытательного газа нагревает испытательный газ для того, чтобы температура испытательного газа стала приблизительно равной температуре испытательной трубки 1.

Камера 4 установлена с боковой стороны испытательной трубки 1 с помощью опорного элемента (не показан). Камера 4 снимает изображения испытательной трубки 1, таким образом получая положения горения внутри испытательной трубки 1.

Кроме того, поскольку количество света, излученного из пламени, образованного внутри испытательной трубки 1, является небольшим, предпочтительно, чтобы камера 4 устанавливала более длительное время экспозиции, чем необходимо для съемки изображений.

В устройстве S1 для экспериментов по воспламенению в этом варианте осуществления, имеющем вышеуказанную конфигурацию, участок 2 подачи терморегулирующего газа подает терморегулирующий газ вокруг испытательной трубки 1 вдоль испытательной трубки 1, прежде чем участок 3 подачи испытательного газа подает испытательный газ внутрь испытательной трубки 1.

Более конкретно, сырой газ впрыскивается из части 2а для впрыскивания текучей среды, сырой газ нагревается нагревателем 2b, таким образом, превращаясь в терморегулирующий газ, и терморегулирующий газ направляется направляющей частью 2c. Таким образом, терморегулирующий газ подается вокруг испытательной трубки 1 вдоль испытательной трубки 1.

Таким образом, путем подачи терморегулирующего газа вокруг испытательной трубки 1 вдоль испытательной трубки 1 испытательная трубка 1 нагревается терморегулирующим газом.

Естественно, чем ближе расположен нагреватель 2b, тем выше температура терморегулирующего газа. Поэтому температура испытательной трубки 1, нагретой терморегулирующим газом, является высокой со стороны нагревателя 2b и постепенно снижается при отдалении от нагревателя 2b. В результате градиент температуры, при котором температура постепенно снижается по мере продвижения от одного конца 1a испытательной трубки 1 к другому ее концу lb, прилагается к испытательной трубке 1 в продольном направлении.

Градиент температуры в продольном направлении, приложенный к испытательной трубке 1, может быть изменен (отрегулирован) посредством регулировки расхода терморегулирующего газа.

Фиг. 2 представляет собой график, показывающий градиенты температуры в продольном направлении, приложенные к испытательной трубке 1 в случае, когда расход терморегулирующего газа изменяется. На фиг. 2 вертикальная ось представляет положение в испытательной трубке 1, а горизонтальная ось представляет температуру испытательной трубки 1. Начало отсчета O по вертикальной оси на фиг. 2 представляет середину испытательной трубки 1 в продольном направлении. Кроме того, на фиг. 2 линия A представляет результат в случае, когда расход терморегулируемого газа установлен наименьшим, а линии B, C, D представляют результаты в случае, когда расход терморегулирующего газа постепенно увеличивается.

На фиг. 2 показано, что чем больше расход терморегулирующего газа, тем большее количество тепла переносится к боковой поверхности на другом конце 1b испытательной трубки 1 и тем меньше градиент температуры в продольном направлении испытательной трубки 1.

В случае измерения температуры воспламенения посредством использования испытательной трубки 1 в устройстве S1 для экспериментов по воспламенению в этом варианте осуществления градиент температуры (то есть распределение температуры) в продольном направлении испытательной трубки 1 требуется специально измерить. Например, это измерение может быть выполнено путем расположения термопары так, чтобы она проходила через испытательную трубку 1, в состоянии, при котором подача испытательного газа остановлена. Измерение температуры посредством использования термопары может быть выполнено перед получением положений образования горения. Однако с учетом влияния на испытательную трубку 1 размещенной в ней термопары предпочтительно, чтобы измерение температуры выполнялось после получения положений образования горения.

Поскольку различие в распределении температуры в продольном направлении канала испытательной трубки 1 в случаях с горением и без горения достаточно невелико, при проведении эксперимента этим различием можно пренебречь.

Чем меньше градиент температуры в продольном направлении испытательной трубки 1, тем меньше изменение температуры относительно изменения положения в продольном направлении испытательной трубки 1. Таким образом, взаимосвязь между положениями в испытательной трубке 1 и их температурами может быть найдена точно и может быть найдена верная температура воспламенения топлива.

С другой стороны, например, в случае получения положений горения в условиях высокого давления посредством помещения устройства S1 для экспериментов по воспламенению этого варианта осуществления в условия высокого давления может быть предпочтительно, чтобы расход терморегулируемого газа был небольшим для поддержания условий высокого давления. В этом случае в том диапазоне, в котором могут поддерживаться условия высокого давления, расход терморегулирующего газа устанавливается таким, чтобы градиент температуры в продольном направлении испытательной трубки 1 был как можно меньше.

Таким образом, в устройстве S1 для экспериментов по воспламенению в этом варианте осуществления расход терморегулирующего газа регулируется на основании условий, необходимых для эксперимента по воспламенению.

Например, в дизельном двигателе или газовом двигателе топливо сгорает в условиях высокого давления, составляющего приблизительно 10 МПа в максимуме. Соответственно, для получения характеристик процесса горения топлива, используемого для дизельного или газового двигателя, предпочтительно, чтобы эксперимент проводился в аналогичных условиях высокого давления. Таким образом, для получения характеристик процесса горения топлива в дизельном или газовом двигателе посредством моделирования предпочтительно, чтобы эксперимент проводился путем помещения устройства S1 для экспериментов по воспламенению этого варианта осуществления в условия высокого давления, имеющие такие же условия, что и условия в камере сгорания в дизельном или газовом двигателе.

Таким образом, когда градиент температуры в продольном направлении прикладывается к испытательной трубке 1, то затем подается испытательный газ из участка 3 подачи испытательного газа к другому концу 1b испытательной трубки 1.

Испытательный газ, поданный к испытательной трубке 1 с градиентом температуры в продольном направлении, нагревается в результате перемещения внутри испытательной трубки 1, тем самым его температура становится высокой. Более того, когда испытательный газ нагревается до своей температуры воспламенения или выше, испытательный газ воспламеняется. В результате, внутри испытательной трубки 1 возникает горение.

Положения образования горения изменяются в зависимости от расхода испытательного газа, подаваемого из участка 3 подачи испытательного газа к испытательной трубке 1. Кроме того, если расход испытательного газа, подаваемого к испытательной трубке 1, является большим, то даже когда расход установлен постоянным, положения образования горения изменяются. Соответственно, предпочтительно, чтобы расход испытательного газа, подаваемого из участка 3 подачи испытательного газа к испытательной трубке 1, ограничивался расходом, при котором положения образования горения не менялись, когда расход установлен постоянным.

В устройстве S1 для экспериментов по воспламенению в этом варианте осуществления горение образуется внутри испытательной трубки 1 описанным выше способом, и камера 4 снимает изображения, таким образом, получая положения образования горения.

Согласно устройству S1 для экспериментов по воспламенению в этом варианте осуществления, описанном выше, возможно факультативное регулирование расхода терморегулирующего газа и факультативное регулирование градиента температуры в продольном направлении испытательной трубки 1. Таким образом, возможно выполнить точное измерение в диапазоне, подходящем для экспериментальной среды.

Согласно устройству S1 для экспериментов по воспламенению в этом варианте осуществления градиент температуры в продольном направлении может прилагаться к испытательной трубке даже в условиях высокого давления и градиент температуры в продольном направлении можно регулировать. Таким образом, даже в условиях высокого давления эксперимент по воспламенению топлива может быть легко проведен.

Согласно устройству S1 для экспериментов по воспламенению в этом варианте осуществления тепло может быть эффективно передано испытательной трубке 1 посредством использования терморегулирующего газа. Например, по сравнению со случаем, при котором используется водородная горелка, энергия, необходимая для приложения градиента температуры в продольном направлении к испытательной трубке 1, может быть уменьшена приблизительно в соотношении 1/100.

Поскольку энергия уменьшена, уменьшено и количество теплоты, излучаемой в окружающую среду. Таким образом, например, даже если устройство S1 для экспериментов по воспламенению в этом варианте осуществления помещается в баростойкую камеру, можно не допустить увеличения температуры баростойкой камеры.

В устройстве S1 для экспериментов по воспламенению в этом варианте осуществления испытательная трубка 1 имеет форму прямой трубки и расположена так, чтобы проходить в вертикальном направлении. Кроме того, участок 2 подачи терморегулирующего газа вызывает протекание терморегулирующего газа снизу вверх.

Таким образом, путем естественной конвекции терморегулирующий газ, имеющий высокую температуру, естественно перемещается вверх, а испытательный газ, имеющий низкую температуру, перемещается вниз. Таким образом, можно уменьшить энергию для обеспечения протекания терморегулирующего газа и протекания испытательного газа.

В устройстве S1 для экспериментов по воспламенению в этом варианте осуществления обеспечивается направляющая часть 2c для направления терморегулирующего газа от одного конца 1a испытательной трубки 1 в направлении другого ее конца.

Таким образом, можно защитить терморегулирующий газ от диффузии в радиальном направлении испытательной трубки и эффективно нагревать испытательную трубку 1.

В устройстве S1 для экспериментов по воспламенению в этом варианте осуществления, поскольку направляющая часть 2c выполнена в виде цилиндрического теплоизоляционного элемента, можно более эффективно нагревать испытательную трубку 1.

Кроме того, в устройстве S1 для экспериментов по воспламенению в этом варианте осуществления направляющая часть 2c включает в себя проем 2c1, открывающий область изображения (область измерения) посредством камеры 4 в испытательной трубке 1. Следовательно, можно надежно получить положения горения.

(Второй вариант осуществления)

Далее описан второй вариант осуществления настоящего изобретения. Кроме того, в описании этого варианта осуществления объяснения, относящиеся к таким же частям, которые имеются в первом варианте осуществления, пропущены или упрощены.

Фиг. 3A и 3B представляют собой схемы, представляющие конфигурацию устройства S2 для экспериментов по воспламенению в этом варианте осуществления. Как представлено на этих чертежах, устройство S2 для экспериментов по воспламенению в этом варианте осуществления включает в себя направляющую часть 2d, выполненную из стеклянной трубки (прозрачной трубки), окружающей испытательную трубку 1 и обладающую прозрачностью для света, излученного пламенем, вместо направляющей части 2c, включенной в устройство S1 для экспериментов по воспламенению в первом варианте осуществления и образованной из цилиндрического теплоизоляционного элемента.

Согласно устройству S2 для экспериментов по воспламенению в этом варианте осуществления, принимающем вышеописанную конфигурацию, поскольку направляющая часть 2d обладает прозрачностью для света, испускаемого при горении, в направляющей части 2d не требуется наличия проема.

Таким образом, терморегулирующий газ может равномерно протекать вокруг испытательной трубки 1, и можно не допустить возникновения неравномерности в температуре по окружности испытательной трубки 1.

(Третий вариант осуществления)

Далее описывается третий вариант осуществления настоящего изобретения. Кроме того, в описании этого варианта осуществления объяснения, относящиеся к таким же частям, которые имеются в первом варианте осуществления, пропущены или упрощены.

Фиг. 4A и 4B представляют собой схемы, представляющие конфигурацию устройства S3 для экспериментов по воспламенению в этом варианте осуществления. Как представлено на этих чертежах, устройство S3 для экспериментов по воспламенению в этом варианте осуществления включает в себя направляющую часть 2e, образованную из теплоизоляционного элемента и имеющую проемы 2e1, при этом каждый проем обеспечен со стороны камеры 4 и со стороны, противоположной камере 4, вместо направляющей части 2c, включенной в устройство S1 для экспериментов по воспламенению в первом варианте осуществления и образованной из цилиндрического теплоизоляционного элемента.

Согласно устройству S3 для экспериментов по воспламенению в этом варианте осуществления, имеющем вышеупомянутую конфигурацию, положения пламени могут быть надежно получены с помощью проема 2e1 направляющей части 2e, обеспеченного со стороны камеры 4.

Кроме того, направляющая часть 2e нагревается аналогично нагреванию испытательной трубки 1, и, таким образом, направляющая часть 2e может испускать свет. С одной стороны, согласно устройству S3 для экспериментов по воспламенению в этом варианте осуществления, поскольку проем 2el обеспечивается в направляющей части 2e со стороны, противоположной камере 4, не возникает излучающей свет области из-за приложения тепла к направляющей части 2e позади места горения, если смотреть от камеры 4. Таким образом, можно более надежно получить положения горения.

Выше в данном документе предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения были описаны со ссылкой на чертежи, но изобретение не ограничивается вышеописанными вариантами осуществления. Форма, сочетание подобное каждого составляющего элемента представлены в вышеописанных вариантах осуществления только с целью иллюстрации, и могут быть приняты различные модификации на основании требований к конструкции или подобному в пределах объема изобретения без отступления от сущности настоящего изобретения.

Например, в вышеописанных вариантах осуществления была описана конфигурация, в которой участок 2 подачи терморегулирующего газа включает в себя часть 2а для впрыскивания текучей среды, нагревательное устройство 2b и направляющую часть 2c.

Однако настоящее изобретение не ограничено данной конфигурацией. При наличии функции обеспечивать протекание терморегулирующего газа по испытательной трубке 1 конфигурация участка 2 подачи терморегулирующего газа не является особенно ограниченной.

Например, может быть принята конфигурация, в которой нагреватель и часть для впрыскивания текучей среды объединены друг с другом, конфигурация без нагревателя или конфигурация без направляющей части.

В вышеупомянутых вариантах осуществления описана конфигурация, в которой испытательная трубка имеет форму прямой трубки и расположена так, чтобы проходить в вертикальном направлении.

Однако настоящее изобретение не ограничивается такой конфигурацией. Возможно использование испытательной трубки, имеющей слегка искривленную форму, или испытательной трубки, имеющей даже форму прямой трубки и расположенной так, чтобы проходить в направлении, немного отличающемся от вертикального направления. Таким образом, в настоящем изобретении испытательная трубка, имеющая слегка искривленную форму, или испытательная трубка, расположенная так, чтобы проходить в направлении, немного отличающемся от вертикального направления, также называется вертикальной прямой трубкой.

В вышеприведенных вариантах осуществления описана конфигурация, в которой в качестве устройства получения положения горения использовалась камера.

Однако настоящее изобретение не ограничивается такой конфигурацией. Возможно использование датчика температуры в качестве устройства получения положения пламени, причем датчик температуры выполнен с возможностью измерения температуры стенки трубки внутри испытательной трубки, где образуется горение, и определения положений горения на основании измеренных значений.

Например, может обеспечиваться контроллер, при этом контроллер выполнен с возможностью регулирования расхода терморегулирующего газа на основании команд от участка управления или от датчика для измерения окружающей среды.

В вышеупомянутых вариантах осуществления описана конфигурация, в которой градиент температуры в продольном направлении, приложенный к испытательной трубке 1, регулировался посредством изменения расхода терморегулирующего газа.

Однако настоящее изобретение не ограничивается такой конфигурацией. Возможна регулировка градиента температуры в продольном направлении, приложенном к испытательной трубке 1, посредством изменения температуры или скорости потока терморегулирующего газа.

Промышленная применимость

Согласно настоящему изобретению в устройстве для экспериментов по воспламенению для получения положений горения, образованных внутри трубки, может регулироваться градиент температуры в продольном направлении, приложенный к трубке.

Описание ссылочных позиций

S1, S2, S3 Устройство для экспериментов по воспламенению

1 Испытательная трубка

1a Один конец

1b Другой конец

2 Участок для подачи терморегулирующего газа (устройство для подачи терморегулирующей текучей среды)

2a Часть впрыска текучей среды (часть, создающая текучую среду)

2b Нагреватель

2c Направляющая часть

2c1 Проем

2d Направляющая часть

2e Направляющая часть

2e1 Проемы

3 Участок подачи испытательного газа (подающее устройство)

4 Камера (устройство получения положения горения)

1. Устройство для экспериментов по воспламенению, содержащее:
испытательную трубку, в которой образуется горение и внутренний канал которой имеет диаметр меньше, чем расстояние гашения пламени при нормальной температуре;
подающее устройство для подачи предварительно смешанного газа, образованного посредством смешивания топлива и окислителя, в испытательную трубку;
устройство получения положения горения, предназначенное для получения положений горения внутри испытательной трубки; и
устройство для подачи терморегулирующей текучей среды, предназначенное для обеспечения протекания терморегулирующей текучей среды вокруг испытательной трубки,
при этом устройство для подачи терморегулирующей текучей среды включает в себя нагреватель, который предусмотрен на одном конце испытательной трубки и предназначен для регулировки температуры текучей среды, тем самым превращая текучую среду в терморегулирующую текучую среду, и
устройство для подачи терморегулирующей текучей среды заставляет терморегулирующую текучую среду протекать от одного конца в направлении другого конца испытательной трубки вдоль испытательной трубки в состоянии, при котором терморегулирующая текучая среда находится в непосредственном контакте с испытательной трубкой.

2. Устройство для экспериментов по воспламенению по п.1, в котором
устройство для подачи терморегулирующей текучей среды выполнено с возможностью регулировать расход терморегулирующей текучей среды.

3. Устройство для экспериментов по воспламенению по п.1, в котором
испытательная трубка представляет собой прямую трубку, проходящую в вертикальном направлении, а устройство для подачи терморегулирующей текучей среды вызывает протекание терморегулирующей текучей среды снизу вверх.

4. Устройство для экспериментов по воспламенению по п.1, в котором устройство для подачи терморегулирующей текучей среды дополнительно включает в себя:
часть создания текучей среды, предназначенную для создания указанной текучей среды; и
направляющую часть, предназначенную для направления терморегулирующей текучей среды от указанного одного конца испытательной трубки в направлении другого ее конца,
при этом нагреватель регулирует температуру текучей среды, тем самым превращая текучую среду в терморегулирующую текучую среду.

5. Устройство для экспериментов по воспламенению по п.4, в котором
направляющая часть окружает испытательную трубку и включает в себя проем, открывая область измерений посредством устройства получения положения горения в испытательной трубке.

6. Устройство для экспериментов по воспламенению по п.4, в котором
испытательная трубка обладает прозрачностью для света, испускаемого при горении,
устройство получения положения горения представляет собой устройство получения изображений, предназначенное для съемки изображений испытательной трубки извне, и
направляющая часть представляет собой трубку, окружающую испытательную трубку и обладающую способностью пропускать свет, испускаемый при горении.

Изобретение относится к области исследования параметров горения твердых веществ и может быть использовано для определения массовой скорости выгорания древесины строительных конструкций в условиях затрудненного газообмена при локальном пожаре в здании.

Способ определения огнестойкости деревянного перекрытия здания // 2485488

Изобретение относится к области пожарной безопасности зданий. .

Способ испытания строительных материалов на горючесть и установка по оценке горючести строительных материалов // 2475286

Изобретение относится к технике проведения экспериментального исследования пожарной опасности строительных материалов. .

Стенд для исследования процессов прекращения горения // 2458719

Изобретение относится к экспериментальному оборудованию лабораторий, занимающихся разработкой средств и способов пожаротушения. .

Способ изготовления образца для испытания огнезащитных покрытий // 2451925

Изобретение относится к способу изготовления образца для испытания огнезащитных покрытий и предназначено для оценки эффективности огнезащитных покрытий строительных конструкций.

Образец для испытания огнезащиты стальных конструкций // 2434227

Изобретение относится к технике огнезащитных материалов и конструкций и предназначено для оценки эффективности огнезащиты стальных стержневых строительных конструкций.

Установка определения группы горючести строительных материалов // 2410144

Изобретение относится к технике экспериментального исследования строительных материалов на горючесть и классификацию их по группам горючести. .

Способ определения времени воспламенения горючего материала // 2380692

Изобретение относится к области огневых испытаний горючих строительных материалов на воспламеняемость, а более конкретно - для определения оптимального времени или предела воспламенения конструкционных и изоляционных материалов (например, древесины, пластмасс и т.п.), для последующей классификации их по группам горючести.

Способ определения огнестойкости бетонных и железобетонных стен здания // 2350933

Изобретение относится к области пожарной безопасности зданий. .

Способ определения огнестойкости каменных стен здания // 2347215

Изобретение относится к области пожарной безопасности зданий. .

Способ определения характеристик зажигания образцов высокоэнергетических материалов лучистым тепловым потоком // 2569641

Изобретение относится к области исследования характеристик высокоэнергетических материалов (ВЭМ) и может быть использовано для определения времени задержки зажигания ВЭМ лучистым тепловым потоком. Способ заключается в непосредственном измерении времени задержки зажигания ВЭМ, на поверхность которого подается лучистый тепловой поток через собирающую линзу, перемещающуюся с заданной скоростью относительно образца в процессе измерения. Зависимость теплового потока от времени рассчитывается по алгебраическим формулам для заданных геометрических параметров оптической системы. Технический результат - повышение точности определения времени задержки зажигания при воздействии на образец ВЭМ динамического теплового потока с возрастающей или убывающей интенсивностью. 5 ил.

Установка для испытания материалов на горючесть // 2573444

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для проведения исследований пожарной опасности образцов строительных, отделочных, облицовочных и других конструкций и материалов. Установка позволяет испытывать образцы материалов на горючесть при установке их в различных положениях над горелкой - в вертикальном, горизонтальном, наклонном. Для обеспечения такой возможности рамка с испытуемым образцом фиксируется в держателе, который закрепляется на стойке внутри рабочей камеры, в которой размещается газовая горелка. Держатель представляет собой шарнирный многозвенник, установленный одним из своих конечных звеньев на вертикальной стойке. Обеспечена возможность регулировки положения держателя по высоте стойки и вокруг ее оси. Рамка для образца закреплена на другом конечном звене многозвенника. Технический результат - повышение достоверности получаемых результатов испытаний. 9 ил.

Способ определения характеристик срабатывания пиротехнических изделий при тепловом воздействии и устройство для его реализации // 2583979

Группа изобретений относится к оборудованию для испытаний пиротехнических изделий (ПИ). Способ определения характеристик самопроизвольного срабатывания ПИ включает тепловое воздействие на корпус ПМ с заданным темпом нагрева до момента его самопроизвольного срабатывания и фиксацию температуры корпуса ПИ, при которой произошло самопроизвольное срабатывание. Повторяют эту операцию поочередно с другими аналогичными ПИ с заданным шагом по темпу нагрева до получения зависимости температуры самопроизвольного срабатывания от времени нагрева корпуса, по которой определяют время самопроизвольного срабатывания ПИ при его аварийном спуске с использованием расчетного темпа нагрева корпуса ПИ. Устройство содержит нагреватель с рабочей камерой, средство измерения температуры, установленное на корпусе ПИ и подключенное к регистратору температуры, источник питания регулируемой мощности, подключенный к нагревателю, который выполнен в виде теплового излучателя и размещен по внешнему контуру рабочей камеры. Рабочая камера выполнена из прозрачного электроизолирующего материала и вместе с нагревателем помещена в изолирующий кожух. Обеспечивается возможность определения времени самопроизвольного срабатывания ПИ в зависимости от темпа нагрева корпуса ПИ. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Способ оценки огнестойкости железобетонной фермы здания // 2604820

Изобретение относится к области пожарной безопасности зданий и сооружений, в частности оно может быть использовано для классификации железобетонных ферм зданий по показателям сопротивления их воздействию пожара. Сущность изобретения: испытание растянутых и сжатых элементов железобетонной фермы здания без разрушения по комплексу единичных показателей качества. Для этого назначают комплекс единичных показателей качества растянутых и сжатых элементов; определяют величину испытательной нагрузки и интенсивность силовых напряжений в рабочей арматуре. Предел огнестойкости растянутых и сжатых элементов определяют из соответствующих аналитических уравнений. Описание процесса сопротивления нагруженных элементов железобетонной фермы тепловому воздействию стандартного пожара представляют математическими зависимостями, которые учитывает интегральные теплотехнические и конструктивные параметры, а также особенности армирования растянутых и сжатых элементов. Технический результат заключается в повышении достоверности неразрушающих испытаний, расширении диапазона применения способа, приближении условий испытаний к реальным. 7 з.п. ф-лы, 6 ил., 2 табл.

Способ оценки огнестойкости железобетонной колонны здания // 2615047

Изобретение относится к области пожарной безопасности зданий и может быть использовано для классификации железобетонных колонн зданий по показателям сопротивления их воздействию пожара. Согласно заявленному способу испытание железобетонных колонн здания проводят без разрушения по комплексу единичных показателей качества, оценивая их величину с помощью статистического контроля. Для этого определяют геометрические размеры железобетонной колонны, схему обогрева опасного сечения в условиях пожара, степень армирования бетона и условия крепления; плотность, влажность и показатель термодиффузии бетона; величину испытательной нагрузки на огнестойкость, степень напряжения опасного сечения колонны, показатель надежности железобетонной колонны по назначению (уровню ответственности), условия обогрева опасного сечения колонны при пожаре, глубину залегания продольной арматуры, сплошности тела колонны и ее гибкости. Описание процесса сопротивления нагруженной железобетонной колонны огневому воздействию представляют математической зависимостью, которая учитывает наименьший размер поперечного сечения элемента, степень армирования αμs, интенсивность напряжения Jσo, нормативную прочность бетона сопротивлению на осевое сжатие Rbn и показатель термодиффузии бетона Dвm, мм2/мин, а также величину интегрального показателя безопасности железобетонной колонны. Предел огнестойкости железобетонной колонны определяют, используя аналитическое выражение. Технический результат – обеспечение возможности определения огнестойкости железобетонной колонны без натурного огневого воздействия, повышение достоверности статистического контроля качества и неразрушающих испытаний. 5 з.п. ф-лы, 7 ил., 1 табл.

Способ оценки огнестойкости железобетонной балочной конструкции здания // 2615048

Изобретение относится к области пожарной безопасности зданий и сооружений и может быть использовано для классификации железобетонных балочных конструкций. Сущность изобретения заключается в том, что испытание железобетонной балочной конструкции здания проводят без разрушения, по комплексу единичных показателей качества, оценивая их величину с помощью статического контроля. Для этого определяют геометрические размеры балочной конструкции (плиты, ригеля), схему обогрева расчетного сечения в условиях пожара, размещение арматуры в сечении, глубину заложения и степень огнезащиты ее, показатель термодиффузии бетона, величину испытательной нагрузки на балочную конструкцию и интенсивность напряжения в стержнях продольной рабочей арматуры. Предел огнестойкости балочной конструкции определяют по признаку потери несущей способности (R), используя аналитическое уравнение (1); по признаку потери теплоизолирующей способности (J) - по степенной функции (2). При описании процесса сопротивления железобетонной балочной конструкции огневому воздействию стандартного пожара учитывают степень огнезащиты арматуры С, см, интенсивность ее напряжения Jσc и показатель термодиффузии бетона Ввm, мм2/мин, а также особенности армирования балочной конструкции и статическую схему ее работы. Технический результат – обеспечение возможности определения фактической огнестойкости железобетонной балочной конструкции без натурного огневого воздействия, повышение достоверности статического контроля качества и неразрушающих испытаний. 7 з.п. ф-лы, 2 ил.

Способ определения условий безопасного применения полимерных композиционных материалов в конструкциях корпуса возвращаемого аппарата пилотируемого космического корабля // 2615716

Изобретение относится к области безопасного применения полимерных композиционных материалов в конструкциях корпуса возвращаемого аппарата пилотируемого космического корабля. Для определения пригодности полимерных композиционных материалов для применения по пожарной безопасности в конструкциях корпуса возвращаемого аппарата предложен расчетно-экспериментальный метод с формулой для определения пределов горения полимерных композиционных материалов по концентрации окислительной атмосферы планеты при повышенной температуре полимерного композиционного материала. Для определения пригодности полимерных композиционных материалов для применения по прочности после пребывания элементов конструкций корпуса возвращаемого аппарата из полимерных композиционных материалов при высоких температурах и соответствующих им по времени давлениях атмосферы планеты предложен экспериментальный метод, включающий выдержку элементов из полимерных композиционных материалов в термобарокамере при температурах и соответствующих им давлениях, изменяющихся в термобарокамере в соответствии с законом изменения этих параметров, начиная с периода входа возвращаемого аппарата в плотные слои атмосферы и заканчивая периодом остывания корпуса возвращаемого аппарата после окончания его аэродинамического торможения, до момента достижения температуры, при которой не происходит термической деструкции связующего данного полимерного композиционного материала. Технический результат – получение более достоверных и точных данных. 5 ил., 2 табл.

Способ анализа вещества термоаналитическим методом // 2617730

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники, касающейся исследования, измерений и контроля термических характеристик веществ и материалов, и может быть использовано для идентификации вещества при принятии мер по обеспечению пожарной и промышленной безопасности. Способ анализа вещества термоаналитическим методом заключается в определении его пожаровзрывоопасности по величине экзотермического эффекта процесса окисления и начальной температуре тепловыделения. Одновременно по величине экзотермического эффекта процесса окисления проводят идентификацию вещества, а для определения пожаровзрывоопасности вещества дополнительно используют величину усредненной интенсивности тепловыделения, рассчитываемую по формуле I=ΔQ/ΔТ, где ΔQ - экзотермический эффект окисления (Дж/г), а ΔТ - ширина температурного интервала экзотермического пика окисления на половине его высоты (°C). Технический результат - возможность одновременной идентификации вещества и определения его пожаровзрывоопасности; повышение надежности и точности при оценке пожаровзрывоопасности веществ и материалов; расширение возможностей для исследования пожарозрывоопасности; сокращение времени и трудозатрат; экспрессность способа. 3 табл., 4 ил.

Комбинированный датчик обнаружения возгораний // 2620964

Изобретение относится к области противопожарной защиты и может быть использовано в качестве комбинированного датчика обнаружений возгораний в установках автоматического пожаротушения. Датчик содержит блок питания с трансформатором согласования напряжений блока питания, три датчика обнаружения тепла, дыма и пламени, подключенных параллельно к блоку питания, причем каждый датчик снабжен выходной обмоткой, дроссель управления, содержащий сердечник, на котором размещены выходные обмотки указанных датчиков, и обмотку дросселя управления, и трансформатор управления с первичной и вторичной обмотками и электрическую цепь связи блока питания, выводов названных датчиков и запорно-пусковой аппаратуры, содержащую последовательно и согласно включенные вторичную обмотку трансформатора согласования напряжений блока питания, обмотку дросселя управления и первичную обмотку трансформатора управления, при этом вторичная обмотка трансформатора управления подключена к запорно-пусковой аппаратуре. Технический результат - уменьшение времени тушения пожара датчик обеспечивает, поскольку он одновременно реагирует на тепло, дым и пламя, возникающие при пожаре. 1 ил.

Установка для определения показателей опасности инициированного самовозгорания твердых дисперсных веществ и материалов // 2633653

Установка предназначена для определения показателей пожарной и транспортной опасности твердых дисперсных веществ и материалов, склонных к инициированному самонагреванию/самовозгоранию и выделению горючих и/или токсичных газов. Может быть применена в решении вопросов безопасности на транспорте, в сырьевой и добывающей промышленности, где обращаются самовозгорающиеся материалы (грузы). На известных установках невозможно получение сведений о взаимосвязи величины разогрева, интенсивности и объема выделения газов с концентрацией инициатора в дисперсном материале. Установка отличается от известных изобретений тем, что, использует многокамерный термостат, в цилиндрические реакционные камеры которого помещаются образцы испытуемого материала с различной концентрацией инициатора самовозгорания, контрольно-измерительная автоматическая система термостатирования камер обеспечивает проведение опыта при заданной температуре, компенсацию потерь тепла самонагревающейся массы через стенки камеры и измерение величины разогрева. При этом осуществляется контроль газового состава в слое дисперсного материала и в свободном пространстве каждой камеры. Одна из камер является контрольной и предназначена для образца пробы материала с исходной (безопасной) концентрацией инициатора. Все камеры обеспечены диаметрально расположенными штуцерами для отбора пробы их атмосферы по теплоизолированным линиям, содержащим фильтр-ловушку, на определение газового состава газоанализатором и ее возврата в камеру при помощи микрокомпрессора. Технический результат – обеспечение разработки безопасных технологий производства, хранения и транспортировки материалов, склонных к самовозгоранию, а также их классификации как опасных грузов. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.