氧指数的预测试验及燃烧现象分析

氧指数的预测试验及燃烧现象分析
摘自《聚氨酯工业》
氧指数 – 试样在规定条件下, 在氧氮混合物气流中能够维持平稳燃烧所需的最低氧气浓度,以氧所占体积百分数的数值表示, 不加百分号。
1    试验部分
1.1    标准试样
1.1.1    硬泡
长度：125 ~ 150 毫米；宽度：12.5±0.5 毫米；厚度：12.5±0.5 毫米；
1.1.2    橡胶
长度：70 ~ 150 毫米；厚度：2.0±0.25 毫米；
1.1.3    试样表面应平整、光滑、无气泡、无飞边、无毛刺，每组试样5 ~ 10 个。
1.2    试验过程
先用标准法测出不同燃烧性能试样的氧指数标准值，再用简易法分别测定其离火熄灭时间，进行对照。
1.2.1标准法
按国标GB2406 – 80 测定所有试样的氧指数。
1.2.2简易法
a 按上述要求制作5 ~ 10 根标准试样。
b将试样水平的拿在手上，将一端点燃。记录火源撤离后试样上的火焰继续燃烧直至      熄灭的时间，即离火熄灭时间（秒）。这是对一根试样的第一次点火。
c对刚熄灭的试样接着进行第二或第三、第四次点火（以下简称“继续点火”），并分别记录离火熄灭时间。
d 按b c两条步骤做另外四根试样的离火熄灭时间试验。
e 将五个第一次离火熄灭时间取平均值，再将五个第二至第四次的取平均值。
亦可取6 ~ 10 根试样，每根只按 b 的步骤，做一次点火，然后弃之，取它们的平均离火熄灭时间。
这样，每一个样品都有两个数据，一个为以国家标准测得的氧指数，另一个为简易法测得的离火熄灭时间。当完成从易燃到难燃的全部数据测试后，便可汇集成表。
2   结果与讨论
表1  硬泡氧指数 (OI) 与离火熄灭时间 (s ) 的关系
       各次点火后
平均值
OI标准值   
第一次
   
第二次
20.0    试样很快烧尽    试样很快烧尽
21.0    试样缓慢烧尽    试样缓慢烧尽
22.0    10    14
23.0    8    11
24.0    6    9
25.0    4    7
26.0    2    5
27.0    1    3
28.0    0    2
29.0    很难点燃    很难点燃
表中数据表明： 离火熄灭时间随着氧指数的增高而减少：初次点火和继续点火有着不同的离火熄灭时间，对于硬泡来说，甚至相差很大。至于橡胶，因为样品较薄，容易烧透，所以，虽然也有一些不同，但不太明显，故表中只宜列出一项数据，以供区别。
表 2  橡胶氧指数 (OI) 与离火熄灭时间 (s ) 的关系
OI（标准值）    （平均值）
20.0    11
21.0    9
22.0    8
23.0    7
24.0    6
25.0    4
26.0    2
27.0    1
28.0    0
必须指出，这种送测之前的所有预测试验不能替代正式试验，只能得到一个估计值或近似值，借以避免送样或测试的盲目性，从而节省时间，人力和物力，提高工作效率。
3     燃烧现象分析
初次点火和继续点火有着不同的离火熄灭时间。初次点火时，火焰除作用于试样底面
和两个侧面外，还作用于一个端面，因而接触面大，容易点着；在火源撤离后，火苗既向表面蔓延，也向内部深化，但就速度而言，蔓延快于深化，因为前者有足够的空气包围，后者却隔着炭化层。所以，一旦表面火焰熄灭时，隔着炭化层的内部就很难再继续燃烧，甚至随即熄灭，故维持时间不长。
继续点火则不同。当你接着向未燃部分继续点火时，因为端面已被烧过，接触面减少了，所以较难点着，因而点火时间就相应延长了，致使第一次点火时未被烧尽的内部也因受热而重新燃烧起来，这使燃烧不仅有助于新的火苗向新的表面蔓延，使火越烧越旺，越烧越远，而且“旺火”还会返回来带动燃烧滞后的内部跟着向前推进。所以，尽管火源也已撤离，但“燎原之火”却能互与增补，不断延伸，维持较长的燃烧时间。
这种现象在做氧指数正式测定时同样出现。当将氧气流量从低往高调至接近所测值时，就会发现：尽管氧气浓度还不够，第一次点火时离火后，试样上的火焰很快就熄灭了；但继续点火时则不同，离火后，试样上的火焰仍能继续燃烧到规定时间或规定长度，使你勿以为勿需再提高氧浓度了，从而使所测结果偏低。


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