喷涂油漆在薄金属表面燃烧特性研究

摘 要：通过锥形量热仪研究了喷涂油漆在薄金属表面的燃烧特性。选用35,50,65,80 kW/m2共4种热辐射强度,得到点燃时间、热释放速率、CO释放速率等参数。结果发现：薄金属表面油漆为典型的热薄型固体,点燃时间的倒数与热辐射强度呈线性关系。喷涂层数越多,引燃所需的热辐射强度越小,火灾危险性也越高,试验得到1层喷涂、2层喷涂和3层喷涂的临界热流强度分别约为30.8,10.0,5.0 kW/m2。热释放速率呈现出双峰特性,第一峰值和第二峰值随热辐射强度呈线性增长关系,且峰值随喷涂层数的增加而增加。CO释放速率则呈现出3个峰值。随着热辐射强度增加,各样品的火灾性能指数不断降低,火灾蔓延指数不断升高,火灾危险性增加。     

低辐射强度下古建筑木构件材料的燃烧特性

为研究古建筑木构件材料在火灾下的燃烧特性,使用锥型量热仪对古木材试样的点燃时间、临界辐射强度、热释放速率、燃烧气体中CO2体积分数等燃烧特性进行试验研究。试验发现3种不同厚度试样的临界辐射强度分别为8.81,9.40,10.55 kW/m2。试样厚度增加会使古木材点燃时间延长,临界辐射强度增大,材料的热释放速率所形成的双峰值曲线的峰值降低。燃烧气体中CO2体积分数曲线与热释放速率所绘制出的曲线的形态一致,同一厚度的试样在不同辐射强度下其燃烧特性呈现出显著区别。与新木材相关燃烧特性参数对比,劣化后的古木材临界热辐射强度降低、点燃时间减小,5 min内平均热释放速率较高。研究表明,古建筑木构件材料燃烧特性有显著变化,可为古建筑火灾研究提供参考。     

阳光板燃烧特性的小尺寸实验研究

利用锥形量热仪进行小尺寸燃烧实验,分析厚度、热辐射强度对不同厂家阳光板引燃时间、热释放速率和CO产率等参数的影响。实验选用的辐射强度为35、50、65 kW,模拟小、中、大火灾规模下的辐射强度。样品引燃过程为软化、热分解、微炭化、引燃。厚度增加使火灾增长指数变低,平均热释放速率增大,综合考虑,厚度为8 mm时更安全。     

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。     

基于CONE的超高温耐火电缆火灾危险性分析

利用锥形量热仪对超高温耐火电缆在不同辐射功率下的点燃时间（TTI）、热释放速率（HRR）、质量损失速率（MLR）和燃烧残余物进行了研究。研究表明,随着辐射功率增加,耐火电缆的TTI逐渐缩短,HRR和MLR逐渐增大,火灾危险性逐渐增加。超高温耐火电缆在35 kW/m2和50 kW/m2辐射功率下火灾性能指数相比于25 kW/m2分别增加了44.4%和176.5%,火灾增长指数分别增加了30.4%和83.0%。结合理论分析可以得出,耐火电缆的临界辐射功率为3.61 kW/m2、零辐射平均热释放速率为36.5 kW/m2,表现出较低的火灾危险性。     

野外组合式软体油罐罐体材料燃烧特性研究

为了研究野外组合式软体油罐在不同辐射强度下的燃烧特性,通过锥形量热仪对软体油罐样本进行燃烧实验,选用25,35,50 kW/m2三种典型的热辐射强度进行研究,得到点燃时间、热释放速率、比消光面积、烟气生成速率、火焰形态等参数的变化规律.结果发现:热辐射强度为50 kW/m2时,点燃时间分别为25,35 kW/m2时的3...     

XPS竖向火蔓延的实验探究

利用锥形量热仪测试XPS材料单位质量损失产生的热释放速率,利用自制竖向燃烧实验平台研究贴壁状态与两面临空两种工况下宽度不同的XPS材料燃烧速率的变化规律。研究发现,在辐射强度为30、40 kW/m~2两种条件下,XPS材料的热释放速率峰值为650 kW/kg;在50 kW/m~2时,热释放速率峰值为780 kW/kg。同一宽度下两面临空的热释放速率大于贴壁时热释放速率;随着材料宽度增加,火焰的能量交换从热对流转向热辐射,在宽度为50、125 mm时两种工况下材料的热解速率随时间逐渐递减,宽度大于125 mm时热解速率随时间递增,故认为在XPS材料在宽度为125~150 mm存在火焰能量从对流换热变为辐射换热的转折点,即热释放速率的转折点。     

典型汽车内饰材料的燃烧特性研究

采用锥形量热仪实验对涤纶面料丙纶玻璃纤维板、涤纶面料丙纶麻纤维板和 PVC 革丙纶麻纤维板 3 种典型汽车内饰材料在 25、35、50 kW/m2 热辐射强度下的点燃时间、质量损失率、热释放速率等燃烧特性参数进行研究,并选取点燃预测模型计算材料的临界热辐射强度,使用轰燃倾向指数和热释放总量评价其潜在火灾危险性。结果表明,在实验热辐射强度下,涤纶面料丙纶麻纤维板质量损失百分率最大,结构完整性最差;涤纶面料丙纶玻璃纤维板平均点燃时间最短,临界热辐射强度最小,最容易被引燃;PVC 革丙纶麻纤维板热释放速率峰值最大,火灾性能指数最小,发生轰燃的可能性最大。     

汽车门板材料燃烧特性及火灾危险性研究

使用锥形量热仪研究汽车典型门板材料（聚丙烯蜂窝板填料/包覆层组合件）在15、25、35、45 kW/m2热辐射功率条件下的点燃时间、热释放速率及热释放总量等特性参数。引入火灾性能指数、火灾增长指数,利用Petrella评价体系分析各组合件的火灾危险性。结果表明,PP-PVC较难被点燃,具有高火灾性能指数和低火灾增长指数,PP-PVC组合件火灾危险性较低。     

核心层厚度对聚乙烯基铝塑板燃烧特性影响研究

通过锥形量热仪研究了不同核心层厚度聚乙烯基铝塑板的燃烧特性。选用35、50、65、80 kW/m²共4种热流强度,得到不同核心层厚度铝塑板的点燃特性、火灾风险和烟气毒性等。结果发现：聚乙烯基铝塑板符合热薄型材料点燃规律,3、4、5 mm厚核心层铝塑板临界点燃热流强度的推导值分别为33.9、25.1、9.9 kW/m²。铝塑板燃烧的热释放速率随热流强度增加而明显增加,且有向双峰发展的趋势。随着热流强度和铝塑板核心层厚度增加,聚乙烯基铝塑板的火灾性能指数(FPI)由41迅速下降到0.14,火灾蔓延指数(FGI)则由0.02迅速增加到3.19,CO释放速率也迅速增大,导致火灾危险性大幅增加。     

酚醛树脂/玻璃纤维型飞机货舱衬板复合材料火灾危险性评价

应用锥形量热仪和烟密度箱测试分析飞机货舱衬板在不同火灾环境下的燃烧特性,结合锥形量热仪实验数据对玻璃纤维/酚醛树脂复合材料的火灾危险性进行评价.结果表明:不同热辐射强度对货舱衬板的影响有区别,热辐射强度越大,热分解越快,点燃时间越短,热释放速率峰值越大,最大峰值为98.5 kW/m2,最大总热释放量为7.7 MJ/m2...     

皮革及皮革服装燃烧特性试验研究

对皮革服装的燃烧特性开展皮革服装全尺寸火灾试验和锥型量热计试验,得到皮革服装的热释放速率、CO和CO2的产生速率等燃烧特性参数,并以试验结果为基础计算分析了皮革服装商场的排烟量.结果表明,在10 kW/m2的辐射热通量下,皮革不会被引燃;皮革点燃后,会在较短时间内出现热释放速率峰值;在不同的辐射热通量下,单位面积总释放热量相当,平均CO、CO2生成率相当;随着辐射热通量的增加,皮革的平均比减光面积减小;皮革服装商场内机械排烟系统的排烟量可按78 m3/(h·m2)确定.     

软质聚氨酯泡沫热释放速率研究

以软质聚氨酯泡沫为研究对象,采用锥形量热仪开展实验研究,分析不同热辐射与样品厚度对软质聚氨酯泡沫热释放速率的影响。辐射热通量15~50 kW/m~2,软质聚氨酯泡沫密度为30 kg/m~3,样品按照ISO 5660标准裁剪成100 mm×100mm的试样。结果表明:软质聚氨酯泡沫在热辐射较低时,热释放速率呈现双阶段过程,分别对应聚氨酯多孔介质燃烧熔融为焦油以及焦油的燃烧过程;热辐射较高时,热释放速率呈现单阶段过程,主要为焦油的燃烧过程;热辐射为中等强度时,其燃烧行为随机呈现单阶段或双阶段过程,且双阶段比单阶段过程燃烧更为充分。样品厚度较小时,软质聚氨酯泡沫呈现单阶段燃烧过程;厚度较大时则呈现出双阶段燃烧过程。     

热辐射通量对PMMA燃烧特性影响的实验研究

采用锥形量热仪研究了15~65kW/m2范围内不同的热辐射通量对PMMA燃烧特性的影响。结果表明,PMMA的平均热释放速率、质量损失速率和CO2产率与热辐射通量成线性递增关系;计算得到PMMA的气化热为2.35kJ/g;点燃时间和到达峰值时间随着辐射通量的增加而呈指数衰减趋势;CO产率与比消光面积随着热辐射通量的增加而增大;热辐射通量对有效燃烧热和总释放热的影响较小。并将实验得到的PMMA的燃烧特性参数与文献报道的值进行了对比,可以作为PMMA的燃烧性能测试及火灾危险性评价的参考。     

热氧老化对聚苯乙烯燃烧性能的影响

采用人工加速热氧老化方法,对B1、B2两个燃烧等级的聚苯乙烯进行热氧老化处理,利用锥形量热仪对老化前后样品分别进行燃烧实验,对其点燃时间、热释放速率、质量损失速率等燃烧性能进行对比分析,得出以下结论:热氧老化降低了聚苯乙烯保温材料的点燃时间;燃烧过程中到达热释放速率峰值的时间变短;老化使得材料更容易发生分解、挥发等现象,增加了材料的火灾危险性;热氧老化对B1、B2级样品燃烧性能的影响存在一致性。     

聚苯硫醚非织造织物的燃烧性能

采用锥形量热法对聚苯硫醚针刺织物的燃烧性能进行了测试,得到了其点燃参数、热释放参数、烟及毒性参数和质量损失参数.结果发现,聚苯硫醚的点燃时间为68s;热释放速率为11.91～12.00 kW/m2;总热释放量为0.4J/m2;有效燃烧热为0.98～1.96 MJ/kg;最大SEA为14 000 m2/kg;RSR介于93～106 L/s;166 s时MLR最大,为0.26 g/s.     

地铁列车典型地板饰面材料燃烧危险性研究

为了对地铁车厢内典型地板饰面材料的特性进行全方位的表征和分析,采用锥形量热仪测得了材料燃烧过程中热释放速率、总热释放量、CO 与CO2 释放速率以及总烟释放量等参数。通过热重-红外联用仪使其材料在程序控温条件下进行热解,获得了不同温度下材料热解过程的红外吸收光谱图。使用场发射扫描电镜仪对其材料燃烧完成后残渣的形貌结构进行了表征。实验结果表明：材料在燃烧过程中生成了阻燃炭层结构,在一定时间内起到了隔热、隔氧的作用,延缓了燃烧反应;材料在8 min 内燃烧反应完全,一旦发生火灾,所产生的热危害和烟危害较大;材料热解过程可分为4 个阶段,从350 ℃开始热解,于440 ℃达到热解高峰期,产生大量的H2O、CH4和芳香族化合物。     

CONE法研究木材阻燃剂的阻燃性能

采用锥形量热仪法,评价木材阻燃剂FRW的系列产品FRW-C1和FRW-C2的阻燃性能.结果表明,当热辐射功率为50 kW/m2时,FRW-C1和FRW-C2阻燃处理红松的热释放速率、总热释放比红松素材显著降低,点燃时间、残余物质量分数和火灾性能指数均比素材大幅提高,二者均能有效地降低木材燃烧时的热释放和发生强烈火灾的潜在危险性,阻燃作用显著.     

初始油温对变压器油燃烧特性影响

利用锥形量热仪开展了不同初始油温对变压器油燃烧特性影响的试验研究。结果表明,变压器油的引燃时间随初始油温的升高基本呈现缩短趋势;外加辐射热通量为20 kW/m~2时,初始油温升高会导致变压器油热释放速率峰值和CO生成速率的增大;50 kW/m~2时,外加热源强度是变压器油燃烧特性的主要影响参数,此时初始油温对变压器油热释放速率和CO生成速率的影响均不明显;不同初始温度的变压器油,燃烧过程中的烟气生成速率均较为接近。     

常见保温材料的单体燃烧试验研究

本文采用EPS板、XPS板、酚醛板、岩棉板、橡塑保温材料和聚氨酯泡沫保温材料作为研究对象进行单体燃烧试验,获得其燃烧增长速率指数、600s内的热释放量、烟气生成速率指数、600s内的总产烟量、燃烧滴落物/颗粒物等参数,分析其火灾危险性。研究表明:材料火灾危险性由大到小排列依次为,聚氨酯保温板橡塑保温板XPS板EPS板酚醛板岩棉板。