GB/Z 5169.42-2013
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标准号： GB/Z 5169.42-2013
中文名称：电工电子产品着火危险试验 第42部分:试验火焰 确认试验 导则
标准类别：国家标准(GB)
标准状态：现行
出版语种：简体中文
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GB/Z 5169.42-2013 电工电子产品着火危险试验 第42部分:试验火焰 确认试验 导则
GB/Z5169.42-2013
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标准内容
ICS13.220.40:29.020
中华人民共和国国家标准化指导性技术文件GB/Z 5169.42-2013/IEC/TS 60695-11-40:2002电工电子产品着火危险试验
第42部分：试验火焰
确认试验
Fire hazard testing for electric and cleclronic products-Parl 42:Test flames-Confirmatary tests—Guidance(1EC/rS 60695-11-40:2002,Firc hazard testing导则
Part ll-40: Iest flames-Confirmatory tests Guidancc,IDr)2013-12-17发布
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会
2014-04-09实施
GB/Z 5169.42—2013/IFC/TS 60695-11-40:2002前言
（B/I516电.T电产品着火抢险试验经成计划发有以下部分：第1部分：若火试验术；
第2部分：着火危险评定导则总则；·第3部分：电了无件着火布险比定技术要求和试验规范制定导则；：第5部分：试验火焰计焰试验方法装置、确认试验方法和导则；第9部分：着火疮险评定导则预选试验程序总则；：-第10部分：灼热丝/热丝基本试验方法灼热约装置和通用试验方法：第11部分：灼热丝/热丝基本试验力法成品的灼热丝川燃性试验方法；第12部分：灼热丝/热丝基本试验片法材料的灼热丝可燃性指数((W11)试验方法：材料的灼热丝起燃温度（GWIT)试验方法：第13部分：灼热丝/热丝其本试验方法第11部分：试验火焰「kw标称预混分型火焰设备、确认试验方法和导则；500W火焰表置和确认试捡方法：．第15部分：试验火熔焰
第15部分：试验火炉
50W水与手市火焰试验方法；
500w火焰试验汰：
第17部分：试验火焰
一-第18部分：燃烧流哟毒州总则：-第19部分：非止常热
模压成力释放变形试验：
第20部分：火焰表面蔓延试验方法概要和相美性；第21部分：正常热bzxz.net
球压试验；
一-第22部分：战验火焰
第23部分：试验火焰
w火熔
装管和确认试验方法；
管彤合材料500W册直火焰试验方法：-第21部分：着火危险评定导则绝缘液体；第25部分：烟模糊
第26部分：炳模糊
-第27部分：烟模糊
第28部分：烟模糊
第29部分：热释放
第30部分：热释放
总则；
试验方法概要和相关性：
小规模静态试验方法仪器说明：小规模静态战验方法材料；
总则：
试验方法概要和相关性；
—…第31部分：火焰表面笠延总则；第32部分：热释放绝缘液体的热释效；第42部分：试验火焰确认试验导则；第11部分：着火危险评定导则着火危险评定。-
本部分为G3/？5169的第42部分，本部分按照GB,T1.12099给H的规则起草第1140部分：试验火焰
本部分使译法等同采用11C/TS60605-11-10:2002着火危险试验确认战验导则\
本部分做广下列编辑性修改：
为与现有标准系列一致，将标准名称改为电「电子产出品火危险议验第42部分：试验火焰确认试验导则\；
GB/25169.422013/11.C/TS 60695-11-40.2002删除「第「章中最后段资料性内容；将\表2\设为：\表1”
本部分出中国电器1业协会提出
本部分中全国电工电了产品着火危验试验标准化技术委员会（SAC/T：300)-口，入部分负资起草单位；广东检验检疫局检验验疫技术中心本部分参加起堂单位中国电器科学所究院有限公、宁波润汽配有限公司波捷胜薄洋托发有限公可、国家广播自视产品航量监督检验中心，武汉计算机外部设备研究所、业和信息化部电第五研究所、深圳市计量质量检测班究院、机械1业电下材料及特种线缆产品质量整智检测中心威检测技术有限公司、山东省产品质量滥督检验研究院.深期山人境检验检疫局工业品检测技术中心本部分主婴爬草人;武墩、吴倩、柯赐龙、贺波、高岭松、张效恶、张元飲、田松林，郭汉洋、隧兰媽、张静、泽。
１范围
GB/Z 5169.422013/1EC/TS 60695-11-40:2002电工电子产品看火危险试验
第42部分：试验火焰确认试验导则G/T;169 的本部分提供「小试验火焰的--般特性及基」铜块量热的相关确认试验,并且确定了相关动力学的论模型。不部分为确认试验设计中关键参数的选择提供了指导，并为确认试验的其他性能参数的确定建了理论依据，使硫认试验加热出线能进行精确及绝对的数学插述，2规范性引用文件
下列文件对下本文件的应用是必不可少的。凡是注口期的引用文件·仪注日期的版木适门了沐文件。凡是不注「期的引用文件，其最新版本（包新所有的修改单)适月十本文作：IS0/IEc3943:2aco)消防安全词汇(Fire safctyVatalulary)3术语和定义
IS0/IEC：13913：2000界定的以及下列术语和定义适用十本文件3.1
铜块热含量copptr hlock hcal conlent理论上的所有吸收或者释放的热能，仪与试验铜块的溢度，质量及的比热容利关。3.2
确认试验conlirmalory test
用来瓶断试验火焰，燃烧器或相关硕件是否正带作的热员测量程序3.3
火焰稳定器flamestabilizer
维件道常安装在标雅实验室生灯或提利灯顶部，道过在流速较快的燃燃气和周围蒂止空气之间产牛层巾间胶的气体中闭层，米缓解内于燃烧气和周的空气产生紊流而孕致的失稳效成4试验火焰，燃烧器类型和动力学4.1通用动力学
火焰山进行化学放热反成的氧化剂（以氧气或空气混合物为代表）和还原剂或燃料（以燃料气体或蒸汽为代表）的气念泥合物产。对」标准试验火焰，购合适的装置把可燃性物质转化为所需的气态友应物许输旧为持续气流，以然得所需标雅火焰4.2扩散火焰及燃烧器
扩散火始是在装置的趣出口处用-一种单纯的燃气流与空气混介时燃烧而产牛的。扩散火焰的优点是装置简单（通常是简单的燃烧管），且能较好的模拟能在设备中产生的真实火焰；缺点1
GB/%.5169.42—2013/IEC/TS60695-11-40:2002是儿何形状不稳定。
4.3预混合火焰及燃烧器
预泥合火焰态将达到燃点前的燃料气体与部分燃气体在燃烧管端部滤合产生的。其余燃气体则以类似的方式供给扩散火烽，最终形成的火焰具有锥形内焰，颜延常为浅蓝色，巾含有过量燃料体巧预混台气体与室气混合物组成：销形外始，颜色常为稍深的盘色，需要额外的空气扩散逃人火上部维持，罪形内焰温度低得多让具有化学还原性，而锥形外焰则温度高得多！更具氧化性。行小在逸山而处安装了火焰稳是装置，通过在谨度教供的中火主流和周他静止之间的郭所[提供速度较慢的颜泥合气体，以减缀中央主气流改周围牵气心闻的速率梯度，提离火焰稳定性开断正火焰离燃烧器预端，预混气体出燃烧管上端的限流乳孔避人稳楚火始。预混个火焰的优点是效率更亮，火焰温度更尚：诈同可以调节助燃气体和燃将气体的比刻，但所需装罩批款散火焰所便用的装留更复杂，在预混合燃烧器中，励燃气休现可以点接量供给，也可以通过可其有文斤效应的万关閃节供给：
4.3.1可度量的空气预混合燃烧器本设计用求控制空气及燃气的量度：其原足让气体以特定流速和背玉道达特定装告：空气的计量一般都有赖外管酪束实现.但仍需限制性的燃料气体孔穴以产生高速气流达到业好的混合效果。如果既有空气计量管路也有燃气计量管路，则能够更好的控制最终产生的标谁火焰，4.3,2文丘里（Venluri)空气预混合燃烧器在传统装置比如本牛灯和提利灯中.空气利用从限制件孔中出来的高速燃料气体流冲击可调节阀门产生的文丘里（Venluri)效应而排出。燃气出几大小可以是固定的也叫以是通过锥形针调节的。因此，体流量、背法以及空气阀门的谢节显得特别重要。此种燃烧装置由于缺少空气管路、零部件较少，州此于计量空气混合燃烧装置相比…般比较简单，而且设计时体积也Ⅲ以做的较小。此炎装置授作简单，在燃气出叫谢节的情况下可以利用同-装置产牛·系列尺寸的火焰，不过这紫火焰一致性较差，不适个用来进行测试，4.4燃料气体
单：组分化舍物如烷、内烷或」烷，般规定烷和内烷的纯发不小于98为，或各了烷的纯度不小于9：巧，然而尚等链能的混合物内能合适，实验室等级的纯度则越高越好5确认试验装置
5.1导则
铜块量热试验是将标准形状的块置于试验火焰中，记录时问/热特性曲线，以此表征试验钢块吸收热量的速率，测得的湿度随时闻的上升速教与铜映净热烩的速率成正比。与块热容成反比，铜肤净热恰随时间间变化是受对流、传导和辆射影响的结架。5.7程序和装置布置
火焰应节到最优状态，并准空无强制通风的环境中行试验：将钊决置下火焰中，记求下调块湿温度1升并超过指定范国所需的耐间。2
5.3热电偶
GB/Z5169,42—2013/IEC/TS60695-11-40:2002热电偶应能工作于预计川能产牛的最高温度，它减足够小以免影响铜块的热容量，还应有足够的驱度以使挂任铜块。并Ⅱ，热电偶应能经变住试验运程中钢块止方处火焰的极高溢度。热电偶联结点成插入在铜块中火特定位置钻好的规深度的孔巾，签」在其他方法中曾出现过与热电偶安装相关的问题，继议通过用锤尖轻敲热电偶周因的铜快以使，二考紧密相连，安装连程要小心以免损坏，5.4铜块材料
钜块材料（电解铜）的识别+为（:-FTIUNSC11000。这种电［级材料已被发现具在下述基本特征：
a）熔点远高于试验中可能产生尚最高温度；b）热扩散率高；
）有明研的化学物质，易获得品质等级的金属元素：易加\
5.5铜块质量
铜块质量通过材料的热容直接影响测试时间的范出，冈此在确合适时问范制时，成把铜块质量的选择作为主要考虑因索。
5.6铜块形状
铜块形状应尽量简单，易下规定和适台实制作，铜决的寸和外形应被设计成对火炸的影响最小并能被特定的火熔区域完全包用。5.7铜块位置
铜块应在试验尤始前用热电需丝悬挂在燃烧装置正方的规定位置，便其位于火焰实并能被火焰的高温部分完全包覆。对于喷嘴磺截而为圆形的预混合火焰，一殿来说块最好刚好激在内焰上方龙完全处丁外焰内部：对下线形火焰,铜块则需要放在特定位置以确保和火焰的高温部分完全接融（如图1所示）。
6 确认试验程序
6.1测试温度范围
桐块通过对流和传导纠含作用获得热量·义以热辑射方武流失热量（见第7章）：热辐射效成与决绝对温度的四次方戚正比，月很大望度「取决示铜块表而辑射系数。为消除因铜块表面辐射系数变化导致的不确定性，建议将最高试验温度限制在辐射为最小时的水，们似也要足够高以得到合适的测试时间。甘前得出合适的试验蔬度范围为109700，6.2试验时间范围
试验时间的范国应适用于有意义的试录。试验对润范围可通过选择铜块质员及最试验温度来确定。在叫能的情魂下建议使试验耐熟围保持在30s905之内。3
GB/Z5169.42—2013/1EC/TS60695-11-40:20027铜块量热动力学及理论
试验火焰的效力与其对试样的传热能力直接机关，制块量热试验是将·个标准铜块置下试验火焰中，过池录时间热特性也线表征热量在测试铜块中的传导率，测得温度随时间的上速率与钩块净热的1升选率成正比，与铜块热容成反出，钜块净热烤的变化受对流传导和辑射的影响。对流和传号效应增加的热虽与铜块与火焰间的湿差戊正比，而轻射损失的热量与铜坎绝对温度的四次方或正比。以【影响因素的相左关系河用下述绝对溢度（T)对时阅（！)的微分方程来表示：H/(T)=A-BT..CT!
其中A，和为特性常数，奶案A、B、C和起始温度（T）知或假定的.方器就可以利用数学方法如RungeKmta法精确解山，下表列厂总高125mm，蓝色锥内焰高41mm伪称500W用烷火焰的-些不是最理想（57）为典型的参数：
表1标称500w甲烧火焰的典型参数时间
拟合抛物线
起始温度T，对了研究时间温度特性至关业要，内此在试验开始15$之内来集数帮点应史多些。依锯经验和数学搬理，在较低滤度范国内进行试验共参数之间近似衍合抛物线方程T（1）二&，1
GB/Z 5169.42—2013/IEC/TS60695-11-40.2002”。1式中的等带数间以用，阶影项武问法算，改得试验升始15内的最件地物线拟个为T（）=34.57115.340.09384z2，内起：—31.57心精确推T。的值。在表】的第一列巾列举出了试验前」3内抛物线方释中是：的拟合值，要确定最件的A，B却（：拟合常数值非常闲难，但其近似循可通过记录温度和特性邮线起点、中点和趋近终点处的近似斜率较容易地待到：将工述值代入微分方程，得到·个线性方程，然后利用GaussJordan的消光法求解。
对丁低何近似A、称C侦值，川巾RgcKntia法预先精确携陆的T：值得到个热特性鼎线·计算山实际测试值的方根误差：首先利H（iarss-Jordan法得、和（近似值，然后可以通过续密的维电脑网格搜索找出最伴的A、礼（值以出将均方根误关降举最低，最终找山最住的拟合所线。
图2表明该方法得到的结果与之前的试验数据相比,均方银误差已降低至2.9℃利用H确定的参数A-18.75,B0.C11C3和（=1.580,转隔5（:标山-个结果得到最住拟合（较低的）曲线。尤其值得注意的是较高的曲线是道过设定（一0或者是涯过数学法排除热输射影响得到的，F方的虚线是内4/B=1127算山的渐运线，表示有效的火始温度。拟含曲线的渐近线表示最终的探测温度,由解d/山（T)=心简单算,为T-=【02 参数A、B和门，以及有效火熔温度和最终探测溢度都应对某热特性。内十测量两溢度间的升混时问对任何试验火焰来说都存在不均匀性，因此相比较而言，这许能为精确表述试验火焰提供基础。
妇果确认试验校正参数是嗣温度超过规定的范围（例如前述的从℃：～700)所需要的时闯，邪么对于离散数据，「述的抛物线拟合笠法就显得非常有用。它表明物线拟合算法右温度低于800℃附非常精确
如果在微分方程中忽略辐射因十(C）,那么就有川能得到精确解如（）二T：（TT）c\（较高的曲线，其中T：--△/B一有效火焰温度，T，：（0)一切始温度）将\项按无穷级数展开得：T(t) -: T +(T:T,)Rt —(T, T,)(3/2)(T-T.3(*/6)\...(.\(T- T(\/n! \...- 2 )
在低」80女时式中含（)靠数高于2的项都狼很小以忽略不值得择意的尽：忽略辅射内了会导致结桌偏大，而忽略（1)高次项会使结果偏小。这两种结果栅互抵消·使得拟合抛物线方程在温度低}8C0℃时很精确。实际，此算法在低于900℃:时都较精确，不过当温度接避1000C时会有所伉差，如图3.4和5所示分别衣示升溢至800℃、900℃和：000℃时，山瓶物线拟合算法计算的t10与前述表中结的均方根误差，
如果为得到最佳拟合抛物线的理想数据将结果在时轴「移动（般会有移？6～3s)，比如使T（0）一0C，那么对于每个试验火焰及相应的上升率试验就能得到：-个篇单的标雅抛物线方码T（)=kincw）kk，是Hkw=us:—2kzd转化消米，其中d为特性参考原点的时间偏枪值，义为；
d -[h-a)-(kr:* -4hek-?*/(2k-)
利用这种转化，：被消除了而，保持不变。通过土述变换，比较适合0W中烧火焰的标雅抛物线方程为T（1）一16.09t一0.07465，但随若近似理想试验的数据越来越多，中的带数元疑也带要迹行谢整。
GB/7, 5169.42-2013/1EC/TS 60695-11-40:20028量热法及其原理一概要及建设
8.1工升率确认试验的铜块量热动力学提出了..-个理论模型及相成的数学分析方法：对作何数量有限的确认试验数据组都亡有实用有效的近似数学方法（标雅施物线法）川以进行非常好的分析：而目对母一个测试火焰放相美碎认试验·舒可以和月现积！升率数录确定！标准地物线方程中的相应参效，8.2如果仪避行湖时间的测定，确认试验就比较简单。如果能够对试验相关的标准题物线参数进行评价，这将提良碳认试验的价，8.3确定每个测试火焰及相关上泪率试验的标准抛物线方穆数时，以考虑在实验室间进行理想试验数就北对，其中数期点的采集间隔应不小于58，然后用一次多项式向归法求出，8.4如果有必要，研认试验的标谁应考虑史新，包拓温度点采集间隔不小5S，应用标准池物线方程中的最化抛物线拟合方程的最人均方根误差，老虑到且前大多数用米测量温度/时问数据的设备.其数期采集能力巴达发求：相美软件使试验分析业加方便。9结论
出然「述背尔资料存助于理解铜块溢1升的物现过愁。然而由于实用性原内，口前发布的标准仍然只使用邮个点来璇定锅快的温升。测定度从100）℃上升到700）（所用的时间，且此前问应在指能的范圈之内
热出码
热中码装入销缺
热件统合点
外好，温度较战，乳化性
内，度较低，近原
火焰艳逆装所
预沿个燃烧管
图 1 铜块位置示意图
1 300
1 2on:
表观真实火焰温度-1127～
萄胰最离湿胰—[2]
GB/% 5169,422013/IEC/1S 60695-11-40:2002so0co0coc003
（分度值：纵轴为1，横为1s）
图2表1数据的计算结果
t:-—57.11 ，均为根误-1.005 6图3升温至800℃时试验数据的拟合抛物线GB/Z 5169.42—2013/IEC/IS 60695-11.40 :2002900-
loooooooooo
1-—57.67 s尚方根误差3.333
图4升温至900℃时试验数携的拟合抛物线1
qooo8oo
t：-63.3s均方根误差—21.2℃
升温1000℃时试验数据的拟合抛物线I6i0
C:B/%. 5169.42—2013/1EC/TS 60695-11-40:2002参考文献
11 IFt: t:06u:i-2-2: 1991 Fire hazard testing Part 2: Tcst mcthods Seetion 2: Needlelarme les
[2] IFC 6059:-2-1/l::591 Fire hnzard :csting P'art 2:I'esi methods Sertian 4 shec: :1 kw naminal pre mixcd tast flamc: anrl grieance_3/719.11电1.电了产品养火危诚验笋11部分：试验火焰1kW核称预混全型火熔设备确认试验方法和导则(G13/T5169.1M2007.IEC:60695-11-2:20C3.IDT）1 1EC/TS 60655-1:-3,20c0 Firc h:zard testing Part 1l-3: Trst la.rnes 500 w famesApperatus ane: conlir miatinna: trht inrihoe:-.5. IEr: 60605 11 1:2c00 ire tazardtesting Par- I1 1.I'est flames 50 W flames Apparntus and confirmational tes: methods:6：GB/T5169.5电工电厂产品着火您险战验第5部分，试验火焰针焰试验方法装置，确认试验方法和导则（G3/5169.52008，JE(60693-11-1：2001，T）GB/T 2408：2098塑料燃烧性能的测宗水平法和乘有法（IEC 460695-11-19：109918:
IEC6059511-20：1999
9 Fire hazard tcsting-Part 1l 20: Test Ilame: 500 W larncirst mathoda
9:IECGtide104.1397
The preparatior uf saleiy publicaluas and ihr sr nr haaie safetypublicat:ons anc group safcty publicarions
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中华人民共和国国家标准化指导性技术文件GB/Z 5169.42-2013/IEC/TS 60695-11-40:2002电工电子产品着火危险试验
第42部分：试验火焰
确认试验
Fire hazard testing for electric and cleclronic products-Parl 42:Test flames-Confirmatary tests—Guidance(1EC/rS 60695-11-40:2002,Firc hazard testing导则
Part ll-40: Iest flames-Confirmatory tests Guidancc,IDr)2013-12-17发布
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2014-04-09实施
GB/Z 5169.42—2013/IFC/TS 60695-11-40:2002前言
（B/I516电.T电产品着火抢险试验经成计划发有以下部分：第1部分：若火试验术；
第2部分：着火危险评定导则总则；·第3部分：电了无件着火布险比定技术要求和试验规范制定导则；：第5部分：试验火焰计焰试验方法装置、确认试验方法和导则；第9部分：着火疮险评定导则预选试验程序总则；：-第10部分：灼热丝/热丝基本试验方法灼热约装置和通用试验方法：第11部分：灼热丝/热丝基本试验力法成品的灼热丝川燃性试验方法；第12部分：灼热丝/热丝基本试验片法材料的灼热丝可燃性指数((W11)试验方法：材料的灼热丝起燃温度（GWIT)试验方法：第13部分：灼热丝/热丝其本试验方法第11部分：试验火焰「kw标称预混分型火焰设备、确认试验方法和导则；500W火焰表置和确认试捡方法：．第15部分：试验火熔焰
第15部分：试验火炉
50W水与手市火焰试验方法；
500w火焰试验汰：
第17部分：试验火焰
一-第18部分：燃烧流哟毒州总则：-第19部分：非止常热
模压成力释放变形试验：
第20部分：火焰表面蔓延试验方法概要和相美性；第21部分：正常热bzxz.net
球压试验；
一-第22部分：战验火焰
第23部分：试验火焰
w火熔
装管和确认试验方法；
管彤合材料500W册直火焰试验方法：-第21部分：着火危险评定导则绝缘液体；第25部分：烟模糊
第26部分：炳模糊
-第27部分：烟模糊
第28部分：烟模糊
第29部分：热释放
第30部分：热释放
总则；
试验方法概要和相关性：
小规模静态试验方法仪器说明：小规模静态战验方法材料；
总则：
试验方法概要和相关性；
—…第31部分：火焰表面笠延总则；第32部分：热释放绝缘液体的热释效；第42部分：试验火焰确认试验导则；第11部分：着火危险评定导则着火危险评定。-
本部分为G3/？5169的第42部分，本部分按照GB,T1.12099给H的规则起草第1140部分：试验火焰
本部分使译法等同采用11C/TS60605-11-10:2002着火危险试验确认战验导则\
本部分做广下列编辑性修改：
为与现有标准系列一致，将标准名称改为电「电子产出品火危险议验第42部分：试验火焰确认试验导则\；
GB/25169.422013/11.C/TS 60695-11-40.2002删除「第「章中最后段资料性内容；将\表2\设为：\表1”
本部分出中国电器1业协会提出
本部分中全国电工电了产品着火危验试验标准化技术委员会（SAC/T：300)-口，入部分负资起草单位；广东检验检疫局检验验疫技术中心本部分参加起堂单位中国电器科学所究院有限公、宁波润汽配有限公司波捷胜薄洋托发有限公可、国家广播自视产品航量监督检验中心，武汉计算机外部设备研究所、业和信息化部电第五研究所、深圳市计量质量检测班究院、机械1业电下材料及特种线缆产品质量整智检测中心威检测技术有限公司、山东省产品质量滥督检验研究院.深期山人境检验检疫局工业品检测技术中心本部分主婴爬草人;武墩、吴倩、柯赐龙、贺波、高岭松、张效恶、张元飲、田松林，郭汉洋、隧兰媽、张静、泽。
１范围
GB/Z 5169.422013/1EC/TS 60695-11-40:2002电工电子产品看火危险试验
第42部分：试验火焰确认试验导则G/T;169 的本部分提供「小试验火焰的--般特性及基」铜块量热的相关确认试验,并且确定了相关动力学的论模型。不部分为确认试验设计中关键参数的选择提供了指导，并为确认试验的其他性能参数的确定建了理论依据，使硫认试验加热出线能进行精确及绝对的数学插述，2规范性引用文件
下列文件对下本文件的应用是必不可少的。凡是注口期的引用文件·仪注日期的版木适门了沐文件。凡是不注「期的引用文件，其最新版本（包新所有的修改单)适月十本文作：IS0/IEc3943:2aco)消防安全词汇(Fire safctyVatalulary)3术语和定义
IS0/IEC：13913：2000界定的以及下列术语和定义适用十本文件3.1
铜块热含量copptr hlock hcal conlent理论上的所有吸收或者释放的热能，仪与试验铜块的溢度，质量及的比热容利关。3.2
确认试验conlirmalory test
用来瓶断试验火焰，燃烧器或相关硕件是否正带作的热员测量程序3.3
火焰稳定器flamestabilizer
维件道常安装在标雅实验室生灯或提利灯顶部，道过在流速较快的燃燃气和周围蒂止空气之间产牛层巾间胶的气体中闭层，米缓解内于燃烧气和周的空气产生紊流而孕致的失稳效成4试验火焰，燃烧器类型和动力学4.1通用动力学
火焰山进行化学放热反成的氧化剂（以氧气或空气混合物为代表）和还原剂或燃料（以燃料气体或蒸汽为代表）的气念泥合物产。对」标准试验火焰，购合适的装置把可燃性物质转化为所需的气态友应物许输旧为持续气流，以然得所需标雅火焰4.2扩散火焰及燃烧器
扩散火始是在装置的趣出口处用-一种单纯的燃气流与空气混介时燃烧而产牛的。扩散火焰的优点是装置简单（通常是简单的燃烧管），且能较好的模拟能在设备中产生的真实火焰；缺点1
GB/%.5169.42—2013/IEC/TS60695-11-40:2002是儿何形状不稳定。
4.3预混合火焰及燃烧器
预泥合火焰态将达到燃点前的燃料气体与部分燃气体在燃烧管端部滤合产生的。其余燃气体则以类似的方式供给扩散火烽，最终形成的火焰具有锥形内焰，颜延常为浅蓝色，巾含有过量燃料体巧预混台气体与室气混合物组成：销形外始，颜色常为稍深的盘色，需要额外的空气扩散逃人火上部维持，罪形内焰温度低得多让具有化学还原性，而锥形外焰则温度高得多！更具氧化性。行小在逸山而处安装了火焰稳是装置，通过在谨度教供的中火主流和周他静止之间的郭所[提供速度较慢的颜泥合气体，以减缀中央主气流改周围牵气心闻的速率梯度，提离火焰稳定性开断正火焰离燃烧器预端，预混气体出燃烧管上端的限流乳孔避人稳楚火始。预混个火焰的优点是效率更亮，火焰温度更尚：诈同可以调节助燃气体和燃将气体的比刻，但所需装罩批款散火焰所便用的装留更复杂，在预混合燃烧器中，励燃气休现可以点接量供给，也可以通过可其有文斤效应的万关閃节供给：
4.3.1可度量的空气预混合燃烧器本设计用求控制空气及燃气的量度：其原足让气体以特定流速和背玉道达特定装告：空气的计量一般都有赖外管酪束实现.但仍需限制性的燃料气体孔穴以产生高速气流达到业好的混合效果。如果既有空气计量管路也有燃气计量管路，则能够更好的控制最终产生的标谁火焰，4.3,2文丘里（Venluri)空气预混合燃烧器在传统装置比如本牛灯和提利灯中.空气利用从限制件孔中出来的高速燃料气体流冲击可调节阀门产生的文丘里（Venluri)效应而排出。燃气出几大小可以是固定的也叫以是通过锥形针调节的。因此，体流量、背法以及空气阀门的谢节显得特别重要。此种燃烧装置由于缺少空气管路、零部件较少，州此于计量空气混合燃烧装置相比…般比较简单，而且设计时体积也Ⅲ以做的较小。此炎装置授作简单，在燃气出叫谢节的情况下可以利用同-装置产牛·系列尺寸的火焰，不过这紫火焰一致性较差，不适个用来进行测试，4.4燃料气体
单：组分化舍物如烷、内烷或」烷，般规定烷和内烷的纯发不小于98为，或各了烷的纯度不小于9：巧，然而尚等链能的混合物内能合适，实验室等级的纯度则越高越好5确认试验装置
5.1导则
铜块量热试验是将标准形状的块置于试验火焰中，记录时问/热特性曲线，以此表征试验钢块吸收热量的速率，测得的湿度随时闻的上升速教与铜映净热烩的速率成正比。与块热容成反比，铜肤净热恰随时间间变化是受对流、传导和辆射影响的结架。5.7程序和装置布置
火焰应节到最优状态，并准空无强制通风的环境中行试验：将钊决置下火焰中，记求下调块湿温度1升并超过指定范国所需的耐间。2
5.3热电偶
GB/Z5169,42—2013/IEC/TS60695-11-40:2002热电偶应能工作于预计川能产牛的最高温度，它减足够小以免影响铜块的热容量，还应有足够的驱度以使挂任铜块。并Ⅱ，热电偶应能经变住试验运程中钢块止方处火焰的极高溢度。热电偶联结点成插入在铜块中火特定位置钻好的规深度的孔巾，签」在其他方法中曾出现过与热电偶安装相关的问题，继议通过用锤尖轻敲热电偶周因的铜快以使，二考紧密相连，安装连程要小心以免损坏，5.4铜块材料
钜块材料（电解铜）的识别+为（:-FTIUNSC11000。这种电［级材料已被发现具在下述基本特征：
a）熔点远高于试验中可能产生尚最高温度；b）热扩散率高；
）有明研的化学物质，易获得品质等级的金属元素：易加\
5.5铜块质量
铜块质量通过材料的热容直接影响测试时间的范出，冈此在确合适时问范制时，成把铜块质量的选择作为主要考虑因索。
5.6铜块形状
铜块形状应尽量简单，易下规定和适台实制作，铜决的寸和外形应被设计成对火炸的影响最小并能被特定的火熔区域完全包用。5.7铜块位置
铜块应在试验尤始前用热电需丝悬挂在燃烧装置正方的规定位置，便其位于火焰实并能被火焰的高温部分完全包覆。对于喷嘴磺截而为圆形的预混合火焰，一殿来说块最好刚好激在内焰上方龙完全处丁外焰内部：对下线形火焰,铜块则需要放在特定位置以确保和火焰的高温部分完全接融（如图1所示）。
6 确认试验程序
6.1测试温度范围
桐块通过对流和传导纠含作用获得热量·义以热辑射方武流失热量（见第7章）：热辐射效成与决绝对温度的四次方戚正比，月很大望度「取决示铜块表而辑射系数。为消除因铜块表面辐射系数变化导致的不确定性，建议将最高试验温度限制在辐射为最小时的水，们似也要足够高以得到合适的测试时间。甘前得出合适的试验蔬度范围为109700，6.2试验时间范围
试验时间的范国应适用于有意义的试录。试验对润范围可通过选择铜块质员及最试验温度来确定。在叫能的情魂下建议使试验耐熟围保持在30s905之内。3
GB/Z5169.42—2013/1EC/TS60695-11-40:20027铜块量热动力学及理论
试验火焰的效力与其对试样的传热能力直接机关，制块量热试验是将·个标准铜块置下试验火焰中，过池录时间热特性也线表征热量在测试铜块中的传导率，测得温度随时间的上速率与钩块净热的1升选率成正比，与铜块热容成反出，钜块净热烤的变化受对流传导和辑射的影响。对流和传号效应增加的热虽与铜块与火焰间的湿差戊正比，而轻射损失的热量与铜坎绝对温度的四次方或正比。以【影响因素的相左关系河用下述绝对溢度（T)对时阅（！)的微分方程来表示：H/(T)=A-BT..CT!
其中A，和为特性常数，奶案A、B、C和起始温度（T）知或假定的.方器就可以利用数学方法如RungeKmta法精确解山，下表列厂总高125mm，蓝色锥内焰高41mm伪称500W用烷火焰的-些不是最理想（57）为典型的参数：
表1标称500w甲烧火焰的典型参数时间
拟合抛物线
起始温度T，对了研究时间温度特性至关业要，内此在试验开始15$之内来集数帮点应史多些。依锯经验和数学搬理，在较低滤度范国内进行试验共参数之间近似衍合抛物线方程T（1）二&，1
GB/Z 5169.42—2013/IEC/TS60695-11-40.2002”。1式中的等带数间以用，阶影项武问法算，改得试验升始15内的最件地物线拟个为T（）=34.57115.340.09384z2，内起：—31.57心精确推T。的值。在表】的第一列巾列举出了试验前」3内抛物线方释中是：的拟合值，要确定最件的A，B却（：拟合常数值非常闲难，但其近似循可通过记录温度和特性邮线起点、中点和趋近终点处的近似斜率较容易地待到：将工述值代入微分方程，得到·个线性方程，然后利用GaussJordan的消光法求解。
对丁低何近似A、称C侦值，川巾RgcKntia法预先精确携陆的T：值得到个热特性鼎线·计算山实际测试值的方根误差：首先利H（iarss-Jordan法得、和（近似值，然后可以通过续密的维电脑网格搜索找出最伴的A、礼（值以出将均方根误关降举最低，最终找山最住的拟合所线。
图2表明该方法得到的结果与之前的试验数据相比,均方银误差已降低至2.9℃利用H确定的参数A-18.75,B0.C11C3和（=1.580,转隔5（:标山-个结果得到最住拟合（较低的）曲线。尤其值得注意的是较高的曲线是道过设定（一0或者是涯过数学法排除热输射影响得到的，F方的虚线是内4/B=1127算山的渐运线，表示有效的火始温度。拟含曲线的渐近线表示最终的探测温度,由解d/山（T)=心简单算,为T-=【02 参数A、B和门，以及有效火熔温度和最终探测溢度都应对某热特性。内十测量两溢度间的升混时问对任何试验火焰来说都存在不均匀性，因此相比较而言，这许能为精确表述试验火焰提供基础。
妇果确认试验校正参数是嗣温度超过规定的范围（例如前述的从℃：～700)所需要的时闯，邪么对于离散数据，「述的抛物线拟合笠法就显得非常有用。它表明物线拟合算法右温度低于800℃附非常精确
如果在微分方程中忽略辐射因十(C）,那么就有川能得到精确解如（）二T：（TT）c\（较高的曲线，其中T：--△/B一有效火焰温度，T，：（0)一切始温度）将\项按无穷级数展开得：T(t) -: T +(T:T,)Rt —(T, T,)(3/2)(T-T.3(*/6)\...(.\(T- T(\/n! \...- 2 )
在低」80女时式中含（)靠数高于2的项都狼很小以忽略不值得择意的尽：忽略辅射内了会导致结桌偏大，而忽略（1)高次项会使结果偏小。这两种结果栅互抵消·使得拟合抛物线方程在温度低}8C0℃时很精确。实际，此算法在低于900℃:时都较精确，不过当温度接避1000C时会有所伉差，如图3.4和5所示分别衣示升溢至800℃、900℃和：000℃时，山瓶物线拟合算法计算的t10与前述表中结的均方根误差，
如果为得到最佳拟合抛物线的理想数据将结果在时轴「移动（般会有移？6～3s)，比如使T（0）一0C，那么对于每个试验火焰及相应的上升率试验就能得到：-个篇单的标雅抛物线方码T（)=kincw）kk，是Hkw=us:—2kzd转化消米，其中d为特性参考原点的时间偏枪值，义为；
d -[h-a)-(kr:* -4hek-?*/(2k-)
利用这种转化，：被消除了而，保持不变。通过土述变换，比较适合0W中烧火焰的标雅抛物线方程为T（1）一16.09t一0.07465，但随若近似理想试验的数据越来越多，中的带数元疑也带要迹行谢整。
GB/7, 5169.42-2013/1EC/TS 60695-11-40:20028量热法及其原理一概要及建设
8.1工升率确认试验的铜块量热动力学提出了..-个理论模型及相成的数学分析方法：对作何数量有限的确认试验数据组都亡有实用有效的近似数学方法（标雅施物线法）川以进行非常好的分析：而目对母一个测试火焰放相美碎认试验·舒可以和月现积！升率数录确定！标准地物线方程中的相应参效，8.2如果仪避行湖时间的测定，确认试验就比较简单。如果能够对试验相关的标准题物线参数进行评价，这将提良碳认试验的价，8.3确定每个测试火焰及相关上泪率试验的标准抛物线方穆数时，以考虑在实验室间进行理想试验数就北对，其中数期点的采集间隔应不小于58，然后用一次多项式向归法求出，8.4如果有必要，研认试验的标谁应考虑史新，包拓温度点采集间隔不小5S，应用标准池物线方程中的最化抛物线拟合方程的最人均方根误差，老虑到且前大多数用米测量温度/时问数据的设备.其数期采集能力巴达发求：相美软件使试验分析业加方便。9结论
出然「述背尔资料存助于理解铜块溢1升的物现过愁。然而由于实用性原内，口前发布的标准仍然只使用邮个点来璇定锅快的温升。测定度从100）℃上升到700）（所用的时间，且此前问应在指能的范圈之内
热出码
热中码装入销缺
热件统合点
外好，温度较战，乳化性
内，度较低，近原
火焰艳逆装所
预沿个燃烧管
图 1 铜块位置示意图
1 300
1 2on:
表观真实火焰温度-1127～
萄胰最离湿胰—[2]
GB/% 5169,422013/IEC/1S 60695-11-40:2002so0co0coc003
（分度值：纵轴为1，横为1s）
图2表1数据的计算结果
t:-—57.11 ，均为根误-1.005 6图3升温至800℃时试验数据的拟合抛物线GB/Z 5169.42—2013/IEC/IS 60695-11.40 :2002900-
loooooooooo
1-—57.67 s尚方根误差3.333
图4升温至900℃时试验数携的拟合抛物线1
qooo8oo
t：-63.3s均方根误差—21.2℃
升温1000℃时试验数据的拟合抛物线I6i0
C:B/%. 5169.42—2013/1EC/TS 60695-11-40:2002参考文献
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IEC6059511-20：1999
9 Fire hazard tcsting-Part 1l 20: Test Ilame: 500 W larncirst mathoda
9:IECGtide104.1397
The preparatior uf saleiy publicaluas and ihr sr nr haaie safetypublicat:ons anc group safcty publicarions
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