要对热辐射通量进行调节，首先必须进行标定，标定仪器选择热流计。对于选定的加热 元件，其对外热辐射强度只与功率有关。在标定前，本设计中拟选用加热元件的额定功率为 5kW（若在此功率调节下热辐射通量无法有效达到预定值，则根据实际情况重新选择额定功 率），通过电路控制系统应能控制加热棒实现 0%—100%的功率输出。在标定过程中，在试样 辐射面位置处布置 5 只热流计来标定到达辐射表面的热辐射通量，其分布位置如图 2.1 所示，

最后测量的数值为 5 只热流计的测量值平均值。然后由控制电路调节加热器的输出功率值为

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额定功率的 10%，20%，30%，40%，50%，60%，70%，80%，90%，100%时，由热流计隔 时测量入射表面热辐射强度并记录，直到热辐射值趋于稳定。将每个功率下所测的数值绘制 成热辐射—时间图，通过绘图可以得到输出功率和热辐射通量的关系曲线。根据文献[4]，输 出功率与入射面热辐射值近似成正比关系，其比例系数可由上述关系图拟合求出。然后便可 确定热辐射通量所对应的输出功率，调节输出功率便可将热辐射通量近似调节到预定数值， 完成标定。而与加热元件接触的热电偶对温度的测量可以判定入射表面热辐射通量是否达到 稳定。文献综述

图 2.1 热流计位置图

2.3 引燃方式的选择

在火灾实验研究中，材料的引燃方式对实验结果有很大影响。在很多材料火灾性能研究 试验中一般采用小型火源或本生灯进行引燃，虽然这些都是标准采用火源，但是这些外加的 火源本身会产生较大热辐射，使得热辐射通量难以进行标定和调节，且外由于火源本身的火 焰脉动会导致辐射引燃过程难以定量分析，故本课题采用其它更合理的引燃方法。

根据绪论叙述，热塑性材料在受到热辐射时，其辐射面伴随着温度的升高会依次发生收 缩、熔融、热解和燃烧四个行为。查询文献[4]得知聚苯乙烯材料在 110~120℃时发生收缩，160℃ 时出现熔融，275℃以上就会产生热解气体，当这些气体与外界火源接触或达到其自燃点时， 就会被引燃。故本课题中对于基于锥形加热器热辐射下的试样，在预定的热辐射通量作用下 使其表面温度能够达到热解温度。对于热解气体，采用电火花进行引燃，由外部点火电路中 的火花塞提供产生电火花。电火花引燃是一种稳定持续的引燃方式，它对试样产生的热辐射 可以忽略不计，通过电路控制系统可以有效其点火能，适合进行引燃过程中的定量分析。

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2.4 排烟气系统的设计

试样热解燃烧时的产物主要为气体和烟雾颗粒，需要将其收集用来分析评测和集中排放， 故本课题设计排烟气系统来完成。排烟气系统的排气动力主要由风机提供，通过风机叶轮的 高速旋转可以带动系统管道内的气体向风机流动排出，同时也能将燃烧产物由吸气口吸入。 为确保能将燃烧产物吸入系统，吸气口下端与试样燃烧中心位置距离应在 160mm~260mm 之 间，本课题选择距离值为 210mm；此外风机的排风量也需要在规定的温度和压力条件下达到 一定值，查资料得知规定排风量为 2.4L/s。

2.5 辅助装置来!自~优尔论-文|网www.youerw.com

通过上诉的方案设计，对于研究垂直燃烧特性时需要的一些参数（如热释速率、烟参数 等）还无法获得。要完成这些数据的测量，还需添加辅助装置或设备。在本课题需要添加的 装置有取样系统、氧分析仪和测烟仪。将在在后文对这些装置或设备进行功能选择。