锥形量热仪测试分层树叶样品燃烧性中的质量效应

本文研究具有分层特性的针阔叶树叶样品的燃烧性,侧重探讨样品质量对热释放速率的影响方式和机制．选取4种典型形状的树叶在不同质量和含水量条件下开展锥形量热仪测试,观测特定辐射热流作用下热释放速率峰值(PHRR)随样品参数设置的变化规律．结果表明,其中3种植物叶样PHRR随装载量的增加而下降,并在超过临界质量后基本持平,而另外一种叶样的变化则不明显;随着含水量减小,同等质量样品的PHRR有所提升．改变质量造成样品PHRR的变化可以归结为分层效应引起的热边界差异．样品质量增加,用于其表层升温的热流通量下降,这由同步检测的消光系数K值变化得到验证．树叶分布达到或超过3层后,其质量突破临界值,基本保证样品由热薄材料向热厚材料转变,其燃烧过程中热交换趋于稳定,热释放速率峰值基本不受样品质量影响．形成的认识对于建立分层树叶样品可燃性以及碳排放测试标准有现实意义．     

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．     

细水雾作用下原木楞堆燃烧特性的实验研究

在大尺寸实验室内,就细水雾抑制受限空间楞堆燃烧的有效性及影响因素进行实验研究。对楞堆火的初步实验表明:在细水雾的作用下楞堆火温度和热释放速率快速降低,且雾通量大的细水雾灭楞堆火更迅速,前期楞堆火更易被扑灭;细水雾汽化程度越高,在楞堆火上方漂浮、滞留时间越长,隔氧气作用就越明显,而雾通量太大则影响细水雾汽化效果。     

基于锥形量热仪的甘草燃烧性能实验研究

采用锥形量热仪对甘草的燃烧性能进行了研究。实验结果表明:甘草容易被引燃,最小引燃辐射强度约为5.882 2 kW/m2;在低辐射强度下,由于甘草表面形成炭化层较厚,形成热量累积,使热释放速率(heatrelease rate,HRR)峰值较大,HRR平均值随热辐射强度的增加而增大,这表明引燃初期甘草的火灾危险性不能忽视;甘草引燃初期,发烟量和CO生成率较大,但随着热辐射强度的增加,发烟量和CO生成率降低。     

利用压力相似预测高原低压环境小尺寸池火燃烧速率的变化特性

运用火灾动力学中的压力相似分析理论,推导出高海拔低压环境下的池火燃烧速率与常压环境下的相似关系,并结合前人实验数据,得到非受限燃烧条件下,等效直径在10～50 cm池火燃烧速率随气压降低呈线性变化的规律.通过开展拉萨低压地区及合肥常压地区的池火燃烧对比实验,并结合前人的实验数据对理论关系式进行验证,研究结果表明,压力相似分析虽仅从动力学角度出发,没有包含对燃烧化学机理的探讨,但仍然能够较好地反映出燃烧速率随环境压力的变化规律,对于指导实验研究,预测实验结果具有重要意义.     

基于锥形量热仪测试的树叶燃烧碳排放研究

运用锥形量热仪模拟开放环境中植物样品在不同火灾场合的燃烧场景,检测其燃烧过程中CO和CO_2排放量,进而确定其碳转化率和排放比.实验样品为针阔叶树种叶片共8种;辐射热流强度分别为35,k W/m2、55,k W/m2、70,k W/m2和85,k W/m2.测试结果表明,在设定的装载量范围内,样品碳转化率基本不受空间分布密度的影响,并呈现较好的数据可重复性,由此确认了检测方法的可靠性.因辐射热流强度和样品含水量的差异,树叶样品的CO和CO_2的转化率范围分别为0.01~0.10和0.05~0.85,且随着辐射热流强度增大而显著提升;新鲜样品含水量的降低促使其由阴燃向明火转变,明火燃烧则会促进CO和CO_2的生成,这与开放环境中样品热解产物燃烧反应的效率以及碳烟形成有关.     

基于TGA-DSC-FTIR联用技术研究煤粉的燃烧特性

用热重和红外联用的方式进行了以某一煤种为代表的煤粉在空气条件下的燃烧特性试验,介绍了利用TGA-DSC-FTIR联用手段研究煤粉燃烧特性的实验方法,分析了煤粉在升温速率为15℃／min和模拟空气气氛条件下燃烧的TGA-FTIR谱图。对煤粉在不同升温条件下进行热重实验,得到了煤粉活化能与热失重的关系曲线,阐述了TGA-DSC-FTIR联用分析在煤燃烧过程中的意义。     

轮胎的全尺寸火灾实验研究

介绍ISO ROOM火灾实验方法及其对轮胎火灾的热释放速率的测试与研究,研究了热释放速率与其他动力学相关参数的关系,通过在全尺寸多功能热释放速率实验台对不同数目轮胎的燃烧特性进行研究类比,得出轮胎燃烧的特性。结果表明,轮胎不易着火,但一旦被引燃,其火灾规模十分巨大;且火灾极容易因为轮胎液体熔融物的流淌而蔓延;同时,轮胎火灾产生的有毒烟气也相当浓密;控制轮胎火灾的最佳时机是在其火灾的早期。因此轮胎火灾的探测工作是十分重要的。     

细水雾作用下火灾烟气典型特性参数的变化规律

利用ISO 9705全尺寸多功能热释放速率测试仪研究细水雾作用下火灾烟气的消光系数、质量密度及辐射热通量等特性参数的变化规律,通过改变细水雾工作压力、喷头种类和喷头数量等参数研究雾滴粒径、喷雾强度等对烟气特性参数的影响规律.确定了受限空间通风助燃和熄灭火焰的临界速率.实验发现,火源热释放速率是影响烟气特性参数变化规律的主要内在因素.研究结果为细水雾技术用于火灾烟气抑制提供了科学的参考依据.     

可燃材料热辐射点火的实验研究

利用早期特性实验台研究了白松木等固体材料在热辐射条件下热解、着火和燃烧的过程，测定了不同辐射强度下的试样质量损失速率、表面温升和引燃时间的变化规律。为研究材料的可燃性质、非接触条件下火灾蔓延的条件和规律提供实验依据。     

变热流条件下木材点燃时间与热流变化率关系的实验研究

实验研究了外加线性变化热流条件下木材点燃时间与热流变化率之间的关系,测量了不同种类木材在不同热流变化率下的点燃时间。通过分析实验数据发现,点燃时间和热流变化率之间符合很好的幂函数关系,而密度是影响木材着火的一个关键因素。     

油罐火灾燃烧速度的实验研究

燃烧速度是油罐火灾中决定火焰温度和辐射热的重要参量,其变化规律也决定着火灾中灭火预案及战术的制定．通过对直径为1．0m、1．5m和2．7m的汽油和柴油储罐火灾的燃烧实验,获得了油品的瞬时燃烧速度和平均燃烧速度的变化规律．研究得出,油品的种类和油罐直径对平均燃烧速度影响较大,另外随着油初温的升高、风速的加大以及升高油位,都会增大油品的燃烧速度．在此基础上,拟合了相应条件下的实验关联式,并简要分析了各种影响因素的燃烧学机理．     

变热流条件下木材点燃临界判据的实验研究

对无点火源条件下4种木材在一系列变热流情况下的点燃特性进行了实验研究,实验结果近似地给出了点燃试样的临界热流变化率,采用传热模型计算了木材点燃时的平均表面温度,在实验数据及理论计算的基础上提出了变热流条件下木材点燃的复合判据,并通过小尺寸轰燃实验中的计算点燃时间与实验数据的比较进行了初步的验证。     

旋转锥式热解炉内煤颗粒混合热解的实验研究

设计出一种旋转锥式煤热解炉,对炉内煤颗粒热解过程进行实验研究,测定了煤颗粒平均粒径、热解温度、旋转锥旋转速率及煤热解失重的关系.实验结果表明,随着煤颗粒平均粒径的增加、热解温度的降低和旋转锥旋转速率的减小,热解失重呈现出明显的下降趋势;此外,在煤颗粒中加入载热体,可促进煤颗粒热交换过程的传热效果,而且随着载热体混合量的增加使煤热解失重呈现增加趋势.研究结果有助于深入理解煤热解机理,为新型旋转锥式热解炉的深入研究和推广应用提供参考.     

小尺寸火焰传热阻碍规律的实验研究

应用小尺寸火蔓延实验装置(FPA),在不同的外加辐射强度和燃烧环境氧体积分数条件下,对两种常见聚合物PMMA和POM的燃烧特性和传热阻碍的测量方法进行了实验研究.研究发现,两种燃料的无量纲燃烧质量损失速率与无量纲外加辐射热流之间存在确定的通用线性关系,即"燃烧质量损失速率基线";火焰传热阻碍系数分别高达0.4和0.3,它随燃烧环境氧体积分数增加而增大,但不随外加辐射强度变化.研究为发展火蔓延理论模型和燃料可燃性测试方法提供了重要的参考依据.     

变热流条件下木材点燃的实验研究

为研究木材在变化的热流条件下的点燃性能,对泡桐、榆木、红椿木和刺槐等4种木材进行了小尺寸的实验研究.测量了木块表面接受到的热辐射强度、点燃时间、质量损失和木块的内部温度等参数.在实验数据的基础上,得出木材点燃的临界热流增长率约为0.07kW/(m~2·s),临界质量损失速率约为20～30g/(m~2·s).利用PDE模型计算出木块温度变化情况,并与实验数据进行了比较.计算结果表明,在自然着火情况下,木块点燃时的表面温度约为500℃左右.     

室内沙发燃烧的全尺寸实验和数值模拟

在ISO9705标准的全尺寸燃烧间(3.6m×2.4m×2.4m)内对单人沙发进行全尺寸火灾实验模拟,测量了沙发燃烧的热释放速率、室内烟气温度分布等火灾参数,分析比较了它们之间的关系,同时也用数值模拟的方法对聚氨酯(PUF)材料燃烧占支配地位的沙发燃烧过程进行了模拟,计算得到了沙发燃烧的热释放速率、室内温度场分布和烟气中性面高度.结果表明,计算得到的热释放速率、温度分布和烟气中性面高度与实验测得的结果比较吻合.     

炉膛温度对扁球状型煤着火时间影响的实验研究

分析了影响型煤着火延迟时间的因素，研究了炉膛温度对扁球状型煤着火延迟时间的影响得到了试验用型煤在不同炉膛温度下的着火延迟时间。