昆明周边4 种主要林型地表可燃物的火焰特征

通过外业调查、采样并测定昆明周边4 种主要林型的地表可燃物特征,在实验室内开展燃烧火焰实验,测定引燃时间、火焰维持时间、火焰最大高度、最高温度、火焰颜色和热辐射等,得到火焰特征。结果表明：（1）林内的载量华山松林3.37 kg/m2,云南松林2.35 kg/m2,麻栎林2.24 kg/m2,柏木林1.47 kg/m2,达到较大值。（2）火焰颜色都是暗红色,柏木、麻栎的引燃时间为3 s,云南松和华山松皆为1 s,容易被引燃;华山松火焰维持时间最长,为6.34 min,麻栎3.89 min,云南松3.45 min,柏木2.28min;麻栎最大火焰高度为90 cm,云南松70 cm,华山松50 cm,柏木20 cm;云南松火焰最高温度达到897.5 ℃,柏木877.5 ℃,麻栎657.5 ℃,华山松563.3 ℃;麻栎最大火焰深度为105 cm,云南松85 cm,华山松63 cm,柏木35 cm;麻栎最大热辐射为7.31 kW/m2,云南松6.92 kW/m2,华山松6.70 kW/m2,柏木3.18 kW/m2。火焰特征差异很明显。     

云南松纯林地表可燃物的燃烧火行为

在云南省新平县照壁山云南松纯林分布区域设置样地,通过外业调查、采样,在实验室燃烧床内用热电偶等测定火行为,包括点着时间、熄灭时间、辐射热、火焰高度、长度和火强度等。结果表明,云南松纯林地表可燃物的含水率低于10%,容易被引燃。无论是上坡火还是下坡火,火焰高度都在70 cm以下,阴燃时间都未超过4 min,火强度都低于370 kW/m,热辐射在7.21 kW/m~2左右,烧除率低于60%,属于低强度火。上坡火比下坡火的最高温度高,维持和达到最高温度的时间较短,变化对比较显著。     

滇东地区海寨林场针叶林地表可燃物潜在火行为研究

在海寨林场针叶林内设置样地,开展外业调查,采集地表凋落物并进行室内燃烧模拟和实验室理化性质分析,采用SPSS 26.0软件分析数据,探究海寨林场针叶林地表可燃物的特征及潜在火行为。杉木的绝对含水率为（9.40±0.65）%,热值最低为（19 878.9±48.63） kJ/kg,并且杉木的火强度和蔓延速度最小,分别为（259.64±19.73） kW/m和（0.33±0.14） m/min,所以杉木的燃烧性最差;云南松纯林可燃物载量为(0.27±0.12)kg/m2,热值为(21390.88±73.39)kJ/kg,火强度较低,为（307.26±15.83） kW/m,实际烧损率仅为（55.32±15.02）%,云南松的热值最大,容易引燃,但载量太低,无法维持正常燃烧;华山松纯林的热值低于云南松,且火强度和烧损率低于云南松-华山松混交林;云南松-华山松混交林的蔓延速度和火强度为（0.82±0.31） m/min和（564.14±13.53） kW/m,远高于其他3种,潜在火灾风险等级最高。由上述潜在火行为可知,海寨林场4种针叶林引发火灾的风险等级由高到低依次为云南松-华山松混交林、华山...     

昆明地区草本紫茎泽兰的垂直燃烧特征

在昆明地区草本紫茎泽兰连续、致密分布区设置样地,进行外业调查、采集样品,在实验室燃烧床内模拟野外垂直状态的燃烧,测定和计算枯死紫茎泽兰的火行为参数:引燃时间、熄灭时间,辐射热,火焰高度和火强度等。结果表明:箐沟和山脊枯死紫茎泽兰的点燃时间都很短,仅为2、1 s,非常易燃;着火后维持燃烧都超过6 min;最大火焰高度达到2 m左右;烧损率和火强度分别为82.24%、87.83%和1 322.6、1 162.7 kW/m2,都为中强度火。尽管都是中强度火,但垂直燃烧特征与水平状态有一定区别,一旦着火,成水平、垂直过火通道,蔓延迅速,且可能沿着梯状可燃物烧成树冠火。     

妙峰山林场针阔枯叶可燃物地表火行为影响因素研究

为了解火行为指标影响因素,采用点烧试验方法,对妙峰山林场可燃物油松和栓皮栎枯叶地表火行为进行了研究。结果显示：火焰蔓延速率、火焰长度和火线强度的显著影响因素均为风速和坡度（P<0.05）;而可燃物厚度和针阔叶比例对火焰蔓延速率、火焰长度和火线强度影响较小,未达到显著性水平（P>0.05）,且在风速、坡度、可燃物厚度和针阔叶混合比例4 个因素中,风速是最主要影响因素。在以风速4 m/s 进行试验时,最大蔓延速率、火焰长度和火线强度分别可以达到：2.357 m/min、67.329 cm和119.622 kW/m。     

华山松林地表可燃物着火及蔓延特征研究

在云南森林自然中心石关和园宝山华山松连续分布区设置样地,沿对角线设置6块2 m×2 m块小样方取样,采用200 cm×120 cm×32 cm铁质燃烧床进行实验,将燃烧床坡度设置为10°,测定可燃物的引燃时间、续燃时间、无焰燃烧时间、热辐射特征以及烧损率等参数,表征其着火特征和蔓延特征。结果表明,两处地表可燃物引燃时间为1~3 s,易引燃;石关上坡火续燃时间相对较短,约150 s;园宝山下坡火无焰燃烧持续较长,最长达345 s。园宝山上坡火速率均大于石关上坡火速率;上坡火的损烧率最高为88.29%,下坡火最高为76.13%。     

热辐射强度对棉花燃烧特性的影响

利用锥形量热仪对两组质量为10、20g的棉花进行了热辐射点燃实验,热辐射强度分别选取35、30、25、20、15、10、5、4、3、2kW/m²,对其热释放速率曲线、总热释放量曲线、燃烧残留物形貌和残余质量进行了对比分析。研究结果表明：棉花明火燃烧时总是同时存在阴燃,明火燃烧的热释放速率峰值高于同条件下阴燃的热释放速率的最大值,随其规模程度的增大而增大。阴燃的热释放速率曲线没有峰值,热释放持续的时间较长。尺寸100mm×100mm×24mm、质量10g棉花样品的临界点燃热辐射强度为2~3kW/m²;尺寸100mm×100mm×24mm、质量20g棉花样品的临界点燃热辐射强度为4~5kW/m²。随着堆积密度、相对湿度增加,临界点燃热辐射强度提高。     

变热流条件下XPS板辐射引燃特性试验研究

为研究XPS保温板在变化热流作用下的引燃特性,对10组变热流条件下2.2,4.5cm厚XPS保温板辐射引燃特性进行了试验.测量了XPS保温板表面接受到的热辐射强度、引燃时间、表面温度以及质量损失速率.结果表明：0.0194kW/（m2·s）热流变化率不足以引燃XPS保温板试样;当热流变化率大于0.0373kW/（m2·s）时,在热流的作用下XPS保温板表面温度逐渐升高;当温度达到临界着火点时,XPS保温板瞬间燃烧,发出耀眼火焰和黑色浓烟,同时温度闪升至970.5℃左右;当有焰燃烧结束时,表面温度突降,燃烧过程结束;在有焰燃烧阶段,XPS板质量呈线性递减;临界着火点温度为336.0~387.0℃,且XPS保温板引燃时间与热流变化率具有乘幂关系,幂指数约为-0.765.     

燃烧条件对PVDF膜材产烟特性的影响

在不同热辐射强度、引燃火焰条件下对典型PVDF膜材进行小尺寸产烟特性研究,测试PVDF膜材的比光密度、质量损失率、烟气组分等参数。对试验数据分析发现,当热辐射强度达到50kW/m²时,无论是否有引燃火焰,PVDF膜材均发生燃烧现象;且在PVDF膜材在被引燃的情况下,各模式的比光密度变化不大,未被引燃情况下的比光密度最大。同时,在引燃火焰相同的情况下,热辐射强度越高的模式,PVDF膜材的质量损失率就越高;在热辐射强度相同的情况下,有引燃火焰比无引燃火焰的模式质量损失率更大。此外,PVDF膜材燃烧释放的主要有害烟气组分有CO、CO₂和不完全燃烧的碳氢化合物,以及少量HCN、SO₂等;且相同热辐射强度下,试样在有引燃火焰模式下比无引燃火焰模式下释放的CO₂和CO更多;在相同引燃火焰模式下,热辐射强度越大,释放的CO₂和CO就更多。     

野外组合式软体油囊油料火灾发展规律数值模拟

针对油料火灾燃烧特性,基于油料燃烧实验结论,选用湍流燃烧模型、热辐射模型以及烟气模型,利用FLACS 模拟直径0.5 m 的小尺度油池火燃烧和大尺度野外组合式软体油囊油料泄漏起火。结果表明：油池火燃烧最大热辐射通量分布并不以油池中轴线严格对称;野外组合式油囊发生油料泄漏后的流淌火灾燃烧过程中整体自装卸托盘处受到的最大辐射强度高达35 kW/m2,油囊处受到的最大辐射强度约18 kW/m2;火灾发生20 s 后油囊受到的热辐射强度即可达到使油囊熔化的最低能量。     

辐射热作用下金属钠燃烧现象试验研究

在辐射热通量为25~60kW/m²条件下对利用锥形量热仪对金属钠的燃烧现象进行了研究,测量了燃烧尾气中的氧气含量与剩余物料的质量。结果表明:随着环境热通量增加,金属钠燃烧现象存在较大差异性,残留物数量逐渐减少至完全参与燃烧。当辐射热通量小于30kW/m²时,金属钠未出现明火燃烧;在外界辐射热通量为50~60kW/m²时,金属钠发生较不稳定、不充分的明火燃烧;当辐射热通量大于60kW/m²时,金属钠发生较为稳定且全面的明火燃烧。     

Evaluating the use of minerals as forest fire retardants

The fire retardancy of carbonate minerals hydromagnesite, huntite and natural mixtures of hydromagnesite and huntite, on forest species was tested by analytical (differential thermogravimetry under air atmosphere) and laboratory-scale (flame spread test) methods. The selected forest species (Pinus halepensis Mill. and Cistus incanus L.) were collected from a wildland/urban interface zone near Athens and were treated with 5%, 10%, 15% and 20% w/w of the minerals. On the basis of differential thermogravimetric analysis, minerals decrease forest species combustibility (by increasing maximum weight loss rate and combustion duration) and consumability (by increasing combustion mass residue) and increase their sustainability (by increasing combustion duration). Additionally, the flame spread tests indicate that the minerals decrease forest species ignitability (increase time for ignition) and combustibility (decrease flame spread rate, maximum flame height and mean flame intensity), and affect their sustainability (by increasing the flame duration) and consumability (by increasing the mass residue). Among minerals examined, the most efficient retardant was the mixture of huntite and hydromagnesite.     

长白山6 种主要森林类型地表凋落物燃烧性实验研究

以长白山黄松蒲林场6 种主要森林类型林地内凋落物为对象,研究长白山林区地表凋落物的燃烧性。在长白山黄松蒲林场的白桦林、针叶混交林、针阔混交林、落叶松林、阔叶混交林和杨树林6 种主要森林类型林地内设置样地,通过外业调查、混合采样的方式收集地表凋落物并进行燃烧实验,测定火蔓延传播的速度、燃烧温度和质量变化。通过改变实验风速、坡度和坡向,研究不同条件对火行为、火蔓延速度和烧损率的影响。实验结果表明：长白山地区地表凋落物的火强度从大到小排序为白桦林、针叶混交林、针阔混交林、落叶松林、阔叶混交林、杨树林,白桦林的火强度最大,为460.23 kW/m,杨树林的火强度最小,为367.09kW/m;风速越大,地表凋落物火蔓延速度越大;风速为6 m/s 时,燃烧过程平均温度最大,烧损率最高,当风速小于2 m/s 或大于8 m/s 时,可燃物无法完全燃尽;上坡火坡度增加时,地表凋落物的火蔓延速度增加,烧损率减小;下坡火坡度增加时,地表凋落物的火蔓延速度减小,烧损率增加。     

干粉灭火装置在风电机组低温环境下的应用研究

为了评估干粉灭火装置在极端低温环境下扑灭风电机组火灾的灭火效能,建立了2 m3小空间和56 m3大空间灭火试验装置,在-30 ℃低温条件下利用干粉灭火装置开展了多次灭火试验,测试灭火装置的启动性能、喷射性能和灭火性能。试验表明,干粉灭火装置在低温条件下能够正常启动喷放,超细干粉的灭火性能未受低温条件影响,可以扑灭风电机组内A类和B类可燃物。低温条件对干粉的扩散蔓延特性影响显著,若采用全淹没灭火方式进行消防设计,宜开展灭火试验进行有效性验证。     

小尺度变压器油池火灾燃烧特性的实验研究

开展了直径20～50 cm 的圆形变压器油池火实验,分别测量并研究了火焰形态、燃烧速率、火焰轴心温度等燃烧特性。结果表明：在变压器油燃烧的3 个阶段中,稳定燃烧阶段持续时间最长,而衰减熄灭阶段要明显短于起始燃烧阶段。在燃烧速率方面,油池的直径越大,变压器油燃烧速率越快,燃烧时间越短,变压器油的液位下降速度也越快。变压器油的单位面积燃烧速率与经典辐射模型具有良好的一致性,单位面积燃烧速率与油池直径呈现幂函数形式。在火焰温度方面,油池中心线温度呈现距离液面的垂直高度越大其火焰温度越低的趋势,液面上方火焰温度最高可达700～800 ℃,同时油池火尺度对火焰最高温度的影响不大。     

火灾中火焰和辐射热对电线的电气损伤

实验中，九种SPF－1和SPF－2型电线由两个带电导体供电，被分别敷设在有可燃物和无可燃物的房间内，研究它们在火焰和辐射热作用的情况下，可能出现的电气损伤情况。实验选用18AWG绝缘良好的和普通绝缘的两种铜导线。目的在于评价火灾环境中电线的工作状况和研究火场中电线的电流特征及其对附近可燃物所产生的影响。实验表明：在火场中并非所有电线都会出现短路，但在电线附近有可燃物存在的情况下，如果辐射热强度达到40kW/m^2，电线一般都会出现短路迹象，铜导线可能会被熔化甚至熔断；在无可燃物存在的情况下，即使辐射热强度达到40kW/m^2，电线也不一定会出现短路。实验数据表明：火灾与电线受损情况及电流工况之间并无任何显著的内在联系。     

计划烧除对云南松纯林可燃物的影响

在云南省玉溪市新平县照壁山云南松纯林内,连续三年在同一位置设置固定样地,通过调查、采样,观测计划烧除时的点着时间、熄灭时间、辐射热、火焰高度、蔓延速度等火行为,调查并统计未计划烧除和计划烧除样地内的灌木和草本的物种组成、丰富度和频率。结果表明：随着计划烧除次数增加,灌木、草本以及蕨类的高度均降低,降低了林内的垂直连续性,即使发生火灾也很难导致树冠火的发生;经过三年连续的观测、调查,地表可燃物平均载量为 0.85±0.25 kg/m2,计划烧除的烧除效果与可燃物载量密切相关;短时间内,计划烧除样地内的灌木和草本的物种丰富度显著减少;计划烧除后紫茎泽兰重要值降低,蕨菜重要值明显增加。