超细ABC干粉灭火剂与火焰相互作用的小尺度实验研究(3)
1.2 国内外研究现状
2 实验装置的构建
2.1 Cup-burner装置的建立
Cup-burner是有Imperial Chemical Industries（ICI）的Hirst和Booth研制[8]，它属于同轴流动火焰装置的一种。1970年Hirst和Booth初步制造了世界上第一台cup-burner实验装置，并且建立了关于该装置的实验方法。三年后的1973年，他们对装置做了进一步的改善，并且使用该装置测量了哈龙灭火剂1301和1211的灭火浓度。此后大量学者对ICI Cup-burner装置进行了改良，形成了各种各种，应用于不同灭火剂测量的Cup-burner。但国内对Cup-burner的认识和研究起步较晚，通过研究国外学者对Cup-burner的研究结果中发现，其数据重复性良好，在采用不用的装置时，所测得的同一种灭火剂的灭火浓度的测量值吻合度较高。Cup-burner标准装置如图2.1，其主要特点有[13]：
1）燃料和氧化剂同轴流动，并通过扩散进入火焰发生化学反应；
2）灭火剂加入到氧化剂流中，依靠扩散、协流、火焰自身卷吸作用进入火焰区抑制燃烧；
3）火焰燃烧时可获得充足的氧气，并在最大程度上减少燃烧气流和氧化剂气流对火焰稳定的影响。
正因为Cup-burner存在这些特点，所以火焰在Cup-burner中与自由燃烧状态下的状态十分接近。标准的Cup-burner装置的测量对象是气体灭火剂和低沸点液体灭火剂（常温下可以汽化）。但本实验所采用的是超细干粉灭火剂，使用的是标准的Cup-burner装置，加入了合适凝聚相输运装置，超细干粉与小尺度火焰相互作用的特性提供了理论基础。
2.1.1 杯式燃烧器的主体
ISO14520-1[14]附录B中给出了标准的杯式燃烧器中燃料供给系统、空气供给系统、灭火剂供给系统、输送系统等的一系列标准。在本文实验中，由于灭火剂采用的是超细干粉，所以在灭火剂供给系统上与ISO标准不太相同。但杯式燃烧器的主体还是采用了ISO标准，其中燃烧杯的形状为圆形并且使用的材质是钢铁，它的内径是28mm，杯壁的厚度应该2mm，在燃烧杯顶部应该有一45°的倒角。燃烧杯外层的玻璃罩应该是一个高为535mm±5mm的圆形玻璃或石英，它的内径应该是85mm±2mm并且玻璃罩的厚度应该在2mm~5mm之间。本文实验为了在灭火过程中同时对温度进行测量，在玻璃罩上打孔，方便将热电偶插入。如图2.2为本文实验实际使用的杯式燃烧器主体。
图2.1 标准杯式燃烧器
1- 油料调平 3- 燃料进口
2- 玻璃转子流量计 4- 灭火剂进口
图2.2 实验所用燃烧器实物图
2.1.2 燃料与空气的控制和输送
本次实验使用的燃料是正庚烷，经查阅文献正庚烷适合使用BC类干粉进行灭火。将杯式燃烧器中的燃烧杯与燃料供给装置相连接，以达到控制液面保持在一定高度，从而使得到的实验数据更加标准。
空气是储存在高压气瓶中，经过减压阀调节到适合的压力，经过体积流量计。通过这一些列装置，可以达到控制体积流量控制旋钮来控制空气的进入量。