一种碳质热源燃烧速率的测试装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种碳质热源燃烧速率的测试装置，设置一玻璃容器(6)，在所述玻璃容器(6)的底部铺有一层3-5cm厚的玻璃微珠(7)，以使由底部通入的氮氧混合气均匀向上流动；在所述玻璃容器(6)的侧壁上设置有样条固定器(8)，用以固定碳质热源样条(9)；所述玻璃容器(6)的顶部有一开口，用以排出氮氧混合气。本实用新型专利技术测试装置结构简单，成本低，便于推广。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种碳质热源燃烧速率的测试装置。 二、
技术介绍
碳加热型低温卷烟是新型烟草制品的重要品类之一，一般通过将烟草与碳质热源 在物理上分离来实现。这种碳质热源与烟草在空间上的分离，实现了热源燃烧释放热量和 烟草受热释放烟气分别独立进行，从而使烟草可在较低的温度下（300-500°C )被加热，有 效避免了烟草燃烧时大量有害化合物生成。从碳加热型低温卷烟的实现方式来看，碳质热 源无疑其设计的核心。由于碳质热源必须通过燃烧才能释放热量，因此，其燃烧性是必须考 察的重要性能之一。目前，有关碳质热源燃烧热性的评价手段已有一些专利进行了报道， 比如，CN1100453A提出了利用扫描差热分析法（DSC)和红外光谱仪（FTIR)来分别测定碳 质热源燃烧热释放量和CO释放量，CN101420876A提出了碳质热源着火时间的测定方法， CN102458165A提出了着火率的测试方法，但缺乏对碳质热源燃烧速率进行评价的手段。 三、
技术实现思路
本技术的目的正是针对上述技术现状而提供的一种碳质热源燃烧速率的测 试装置，可准确测定碳质热源的燃烧速率，且易于操作。 本技术中碳质热源燃烧速率的测试装置，包括如下结构： 设置一玻璃容器6,在所述玻璃容器6的底部铺有一层3-5cm厚的玻璃微珠7,以 使由底部通入的氮氧混合气均匀向上流动；在所述玻璃容器6的侧壁上设置有样条固定器 8,用以固定碳质热源样条9 ;所述玻璃容器6的顶部有一开口，用以排出氮氧混合气。 所述玻璃微珠7的直径为l-2mm ; 通过氮氧混合气流量计5调节氮氧混合气的流量为10L/min ;通过氮气流量计3 和氧气流量计4调节氮氧混合气中氮气流量和氧气流量的比例为20:1至1:20。 固定于样条固定器8上的碳质热源样条9的自由端为竖直朝上、竖直朝下或中间 任一角度。 使用该装置的具体测试方法如下： (1)将碳质热源制成4mmX 3mmX 120mm的样条，并在长度方向60mm处划线标记； (2)将碳质热源样条固定于玻璃容器6的内部，并向玻璃容器6内通入氮氧混合 气，氮氧混合气的流速为l〇L/min，其中，氮气流量和氧气流量的比例为20:1至1:20 ; (3)用点火器点燃碳质热源的自由端，记录点火时间为h，待碳质热源燃烧至划线 标记处时，记录时间为t 1; (4)计算碳质热源燃烧速率V，计算公式为： V = 60/ (t「t0) 〇 所述点火器中气体为正丁烷；所述点火器的火焰高度为15-20_。 与已有技术相比，本技术的有益效果体现在： 1、本技术可以准确测量碳质热源燃烧速率，为碳质热源材料燃烧性的评价提 供了一个切实可行的方案。 2、本技术装置结构简单，方法操作简便，测试效率高，且可通过提高氧气含量 来缩短测试时间，进一步提高测试效率。 四、【附图说明】 图1为本技术所使用的测量装置示意图。图中标号氮气源，2氧气源，3氮 气流量计，4氧气流量计，5氮氧混合气流量计，6玻璃容器，7玻璃微球，8样条固定器，9碳 质热源样条，10混合气流出口。 图2为碳质热源燃烧速率与氧气含量关系拟合图。 五、【具体实施方式】 以下通过【具体实施方式】，并结合附图对本专利技术作进一步说明。 实施例1 : 本实施例中测量装置如图1所示，其包括： 设置一玻璃容器6,在所述玻璃容器6的底部铺有一层3-5cm厚的玻璃微珠 7,以 使由底部通入的氮氧混合气均匀向上流动；在所述玻璃容器6的侧壁上设置有样条固定器 8,用以固定碳质热源样条9 ;所述玻璃容器6的顶部有一开口，用以排出氮氧混合气。 所述玻璃微珠7的直径为l_2mm。通过氮氧混合气流量计5调节氮氧混合气的流 量为10L/min ;通过氮气流量计3和氧气流量计4调节氮氧混合气中氮气和氧气的流量比 例。固定于样条固定器8上的碳质热源样条9的自由端为竖直朝上、竖直朝下或中间任一 角度。 本实施例中碳质热源燃烧速率的测试方法，包括如下步骤： (1)将木炭粉（100目）、瓜尔胶、碳酸钙（1000目）和水按质量比为7:1:2:7的比 例均勾混合，并用模具制成尺寸为4_X3_X 120mm的样条，烘干后即得碳质热源样条，在 长度方向60mm处划线标记。 (2)打开氮气源1和氧气源2,并通过氮气流量计3调节氮气流量为7. 5L/min，通 过氧气流量计4调节氧气流量为2. 5L/min，最终形成流量为10L/min的氮氧混合气，并通过 管路将氮氧混合气从玻璃容器6的底部导入玻璃容器6中。 (3)将碳质热源样条9固定于样条固定器8上，此时氮氧混合气在玻璃容器6内部 自下而上匀速流过；用点火器点燃碳质热源样条9的自由端，以点火时间开始计时，记录碳 质热源燃烧至划线标记处的时间为505s。点火器中气体为正丁烷；所述点火器的火焰高度 为 15_20mm。 (4)计算碳质热源燃烧速率，V = 60/(1^-!:。）= 60mm/505s = 7. 13 (mm/min)。 重复上述测试过程7次，燃烧的时间分别为506s、509s、503s、505s、506s、504s、 502s，计算可得其燃烧速率分别为 7. llmm/min、7. 07mm/min、7. 16mm/min、7. 13mm/min、 7. llmm/min、7. 14mm/min、7. 17mm/min，平均值为 7. 13mm/min，标准偏差为 0· 03,变异系数 为0. 42%，最低值为7. 07mm/min，最高值为7. 17mm/min，这说明该方法可以准确测量碳质 热源燃烧速率。 实施例2 :本实施例是考察氧气含量对碳质热源燃烧速率的影响 利用实施例1中的碳质热源样条，测试方法不变，不同的是分别调节氮氧混合气 中氧气流量为2. 0L/min、3. 5L/min和4. 5L/min，氮氧混合气的流量控制为10L/min不变， 测得碳质热源样条在不同氧气含量条件下的燃烧速率分别为4. 60mm/min、ll. 50mm/min、 16. 43mm/min。将实施例1和实施例2中的不同氧气含量下测试的燃烧速率对氧气含量作 图，如图2,可知，两者间拟合的线性方程决定系数高达0. 99883,说明碳质热源燃烧速率对 氧气含量由线性依赖性。因此，为缩短测试时间，提高测试效率，可在高氧气含量下进行测 试。 实施例3 :本实施例是用来评价碳质热源组成对其燃烧速率的影响 不同碳质热源配方制备的碳质热源样条在氧气浓度为25% (氮气和氧气流量比 为3:1)的条件下燃烧速率分如表1所示（测试方法参见实施例1)，可知氯酸钾的加入可以 有效提高碳质热源的燃烧速率，而碳酸钙，氧化镁晶须以及蒙脱土的加入均会降低碳质热 源的燃烧速率，其中蒙脱土的降低量高达31%。因此，本专利技术提供的碳质热源的燃烧速率的 测试方法可以有效评价各组分对碳质热源燃烧性的影响，对碳质热源配方设计具有巨大的 指导意义。 表1不同碳质热源配方组成及其燃烧速率。【主权项】1. 一种碳质热源燃烧速率的测试装置，其特征在于： 设置一玻璃容器(6)，在所述玻璃容器(6)的底部铺有一层3-5cm厚的玻璃微珠（7)， 以使由底部通入的氮氧混合气均匀向上流动；在所述玻璃容器（6)的侧壁上设置有本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种碳质热源燃烧速率的测试装置，其特征在于：设置一玻璃容器(6)，在所述玻璃容器(6)的底部铺有一层3‑5cm厚的玻璃微珠(7)，以使由底部通入的氮氧混合气均匀向上流动；在所述玻璃容器(6)的侧壁上设置有样条固定器(8)，用以固定碳质热源样条(9)；所述玻璃容器(6)的顶部有一开口，用以排出氮氧混合气。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周顺，王孝峰，宁敏，徐迎波，何庆，张亚平，佘世科，朱栋梁，陈刚，田振峰，
申请(专利权)人：安徽中烟工业有限责任公司，
类型：新型
国别省市：安徽;34