全尺寸墙角火实验中木工板表面火蔓延研究

对木工板表面火蔓延进行了全尺寸墙角火实验研究，实验是在符合ISO9705标准的ISO ROOM全尺寸实验装置内进行．通过测量材料表面的温度来研究火蔓延的情况，同时还将火蔓延与火灾过程中的重要参数如热释放速率、热流密度和室内温度等进行了比较，分析了相互之间的关系．研究结果为火灾安全设计和计算机数值模拟提供了实验依据．     

基于红外热像的热塑性材料二维火蔓延速率

利用红外热像技术,对受限空间内热塑性材料熔融燃烧过程中初始发展阶段的固体样品表面的二维火蔓延速率进行了实验研究,分析样品与其下部油盆的间距对样品表面火蔓延速率的影响.在ISO 9705燃烧室内,针对6,mm厚聚丙烯板,考虑了0,cm、5,cm、10,cm、15,cm、25,cm和35,cm共6种不同间距,开展了6组全尺寸火灾实验,记录了样品表面的温度场数据,得到了样品表面火蔓延速率的变化规律.结果表明,由于液体油池火的影响,固体表面二维火蔓延速率随时间呈指数增长关系,且其增长速率随间距的增加而降低.     

金属面EPS泡沫夹芯板的对火反应特性和火蔓延特性

利用3种强度汽油火源引燃金属面可发性聚苯乙烯泡沫夹芯板(EPS彩钢板),分别采用ISO9705房屋/墙角试验装置和热电偶束测定了不同处理方式下的板材对火反应特性和火蔓延特性.结果发现,3种强度火源下封边加固板材峰值热释放速率为未封边板材的0.1倍、0.5倍和0.8倍,最高温度范围分别为35～249,℃、61～820,℃和50～527,℃,水平方向0.1～0.3,m距离内最高平均蔓延速率分别为0.09～2,cm/s、1.4～10,cm/s和4.4～10,cm/s,火源功率增大可使达到同一温度的传播速率最高增大100倍,同一时刻水平和垂直方向上不同测点温度呈现一阶指数衰减的分布规律.采用槽铝和白铁皮覆盖夹芯板面板边缘处并均匀使用铆钉加固后,夹芯板整体燃烧性能被有效抑制,对外墙保温板材的应用方式具有积极借鉴意义.     

高原环境下木材表面火蔓延特性的实验研究

在拉萨高原地区和合肥平原地区开展了一系列木材表面火蔓延对比实验研究,通过对火蔓延过程中一些重要特性参数(固相热解温度、气相火焰温度、燃烧区长度和燃烧速率等)的测量,分析了高原地区的火灾危害特性.结果表明,高原地区的固相热解温度与平原差别不大,但是气相火焰温度要略高一些.火蔓延过程中高原地区的燃烧区长度比平原的小,而且两...     

微重力燃烧及固体表面火蔓延的研究

本文对微重力条件下单滴燃烧和固体可燃物表面火焰传播过程的研究作了简要评述。微重力条件下单滴燃烧的研究对于认识燃烧过程的物理机理具有重要价值。对于微重力条件下固体可燃物表面的火焰传播过程,指出其主要物理机制是气化表面的“表面燃料喷射”效应,文中还给出了作者对火蔓延过程进行的三维非稳态数值模拟得到的部分计算结果。     

林火蔓延初期的增长模型与室内模拟实验研究

分析了均匀水平燃料床从一个点火源的着火过程,建立了林火蔓延初期的增长模型,采用数值法计算了蔓延初期的加速度与速度的变化趋势,并通过室内模拟实验,在燃料床上测取了林火初期蔓延速度。通过对着火后１００ｓ的实验数据与计算结果的比较,说明所使用的初期蔓延过程的增长模型在物理上是合理的。从实验结果分析看出,在着火后２０ｓ以内,及在着火的８０ｓ－１００ｓ锥形火焰向环形火焰转化时,火蔓延速度与加速度剧烈地波动。     

胶合板室内火灾行为全尺寸实验研究与模拟分析

选择4种典型的胶合板作为研究对象,即三厘板、五厘板、九厘板和十二厘板,在ISO 9705标准的全尺寸燃烧间(3．6m×2．4m×2．4m)内对其进行全尺寸火灾实验模拟,从热释放速率方面研究了胶合板的火灾行为并获得了室内轰燃发生的时间,分析比较了材料厚度对于胶合板室内火灾过程的影响．同时将顺流(Wind-Aided)火蔓延的理论引入到室内墙角火蔓延中,对胶合板的表面火蔓延进行模拟,得到了胶合板室内火灾的热释放速率和轰燃发生时间．通过比较发现,五厘板、九厘板和十二厘板的计算结果与实验测量结果吻合得比较好,三厘板的计算结果与实验测量结果吻合得比较差些．     

热塑性材料竖直贴壁火灾特性研究

对聚乙烯(PE)和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)即有机玻璃两种热塑性材料的质量损失速率、火蔓延速率以及CO体积分数在不同厚度下的变化情况进行了试验研究,发现在竖直贴壁自上而下的燃烧情况下,材料的燃烧特性主要是受厚度、流动性以及材料自身热物性的影响。PMMA的质量损失速率和CO体积分数随厚度的增加而变大,并且厚度的影响随厚度的增加越来越小。     

试样宽度对RPU板竖向逆流火蔓延的影响

以2cm厚硬质聚氨酯(RPU)保温板为研究对象,实验研究了试样宽度对竖向逆流燃烧蔓延过程中火焰高度、脉动频率、火焰温度及蔓延速度等特征参量的影响.结果表明,宽度一定时相关特征参量不随时间变化,随着宽度的增加,燃烧程度逐渐加剧,火焰脉动频率先增大后减小,平均火焰高度与火蔓延速度的变化趋势基本一致,均表现为先增大后减小,最终趋于不变,而气相火焰最高温度基本保持不变.     

拉萨和合肥环境下不同厚度保温材料XPS的火蔓延特性

分别对不同厚度保温材料XPS在高原地区拉萨和平原地区合肥进行一系列小尺寸火蔓延实验.通过分析在水平放置时,不同厚度保温材料在两地火蔓延过程中一些重要特性参数(火蔓延速度、平均池火长度、火焰侧面积和最高气相火焰温度等)的变化规律,定性地揭示了高原和平原环境对不同厚度保温材料XPS火蔓延特性参数的影响.结果表明,在拉萨火蔓...     

上山火加速过程的模拟计算与实验研究

通过对林火蔓延过程的理论分析,建立了模拟林火进入斜坡后的计算模型,采用数值法计算了林火在斜坡上蔓延的加速度以及初期蔓延过程。同时,在燃料床上进行模拟实验,测取了林火自水平燃料床进入倾斜燃料床后的火蔓延速度和加速度。通过对理论计算与实验结果的比较,说明理论模型是合理的。由实验与理论分析可知,木火灾一旦蔓延进入山坡之后,在大约１到２ｍｉｎ之内,火蔓延的加速度很快达到最大值,随着坡度的增加,火蔓延加速度达到最大值所需要的时间减少。达最大值之后,加速度逐渐减小,直到稳定的蔓延速度。同时发现,林火进入斜坡之后,大约需要２５ｍｉｎ才能达到稳定的蔓延速度,这个结论是通过计算得到的,在实验室内模拟这个过程是很困难的。     

室内可燃气体泄漏过程中的着火与火焰蔓延

采用小尺度箱体及液化石油气模拟室内燃气泄漏的条件,通过电火花点火,实验研究了在燃气泄漏过程中的着火与火焰蔓延的现象与规律.实验结果表明,火焰首先在燃料燃烧的浓限和稀限之间的可燃区域传播,并且在化学恰当比附近区域的传播速度最大,因此燃气的动态浓度场决定了火焰蔓延的形状.并表明可燃区域是一个逐渐发展的区域,最终其高度与窗沿高度相当,在此区域内点火最容易成功,因此是气体燃料泄漏后发生火灾的最危险的区域.实验结果还揭示了在火焰蔓延过程中,存在着由火焰面推进传播向空间整体燃烧过渡的现象.     

斜坡受限条件下燃烧室内及开口外部溢流的温度场分布特性

建立了建筑外壁面开口火溢流行为的小尺寸模拟实验装置,采用汽油池火作为模拟火源,研究了15,cm、25,cm和35,cm共3种典型不同尺寸的油池火在0°、45°、60°和75°共4种不同斜坡受限角度下的燃烧室内及开口外部溢流的温度场分布特性.研究结果表明,随着斜坡角度的增大,对于较小尺寸的火源(15,cm),燃烧室内一直处于较完全的燃烧状况,燃烧室内及开口外部溢流的温度场变化较小;对于较大尺寸的火源(35,cm),在斜坡角度为0°时燃烧室内便发生不完全燃烧,有大量的火焰溢出,开口外部溢流温度场一直较高且变化小;而对于中等尺寸的火源(25,cm),斜坡角度的影响明显,燃烧室内由于供氧的限制从较充分的燃烧过渡为不完全燃烧,室内中心线及靠近窗口的角落温度降低,但燃烧室后端内侧角度的温度则不断升高,外部火溢流的高度和温度均出现显著增加.当发生火焰溢出时,近壁面处溢流的竖向分布呈现特殊的中部低温区域.     

小尺寸方形竖槽道火旋风的实验研究及火焰特征

为进一步研究火旋风机理,在实验室条件下进行了小尺寸方形竖槽道内的火旋风实验.通过观察实验现象,发现在该槽道内形成的旋转火焰在竖直方向上有明显的分界,根据火焰特征将其在高度上分为3个区域.在匀速旋转坐标系下,对该物理现象进行了深入分析,得出火旋风稳定时旋转火焰的动量方程,进一步分析得到旋转火焰最大轴向速度取决于旋转火焰中心和外围热空气的温度差以及旋转火焰顶端的第3区域火焰长度.同时还得到旋转火焰最大周向速度与最大轴向速度的关系,其取决于油盆半径和旋转火焰顶端主要受浮力作用的火焰长度.     

电场对旋转火焰温度的影响

燃料燃烧时,火焰内部的非完全燃烧会使生成的烟气中存在带电粒子,旋转火焰在直流电场作用下内部和顶部的温度会明显升高,一般升高25℃,而在旋转火焰的边缘处,火焰的温度变化较小,一般只有5℃.这主要与火焰内部的燃烧温度特性和旋转特性有关.同时,在不同性质的电场作用下,其温度的变化幅度也不相同,在直流电的作用下,其温度的最大变化范围可以达到30℃,而在100 Hz交流电作用下温度的最大变化范围还不到5℃.     

预测单个火灾房间内温度场分布的多层区域模型

建立了一种预测单个室内火灾发展的多层区域模型(multi-layer zone model)．整个火灾房间被划分成任意多个水平分布的区域，假设每一层内的物理化学参数分布均匀，通过质量守恒、能量守恒等建立每一层的控制方程．介绍了模型中应用的火灾模型，包括燃烧、流动和传热模型．利用Runge-Kutta积分方法得到每一层内气体温度随火灾发展过程的变化．模型预测结果和Steckler实验对比表明模型具有较好的准确性．