气流速率对软质聚氨酯泡沫阴燃及传播的影响

采用自主设计的中尺度(0.60 m×0.25 m×0.25 m)阴燃实验平台,对密度为30、35 kg/m3的FPUF在2、3、5、7 L/min空气气流速率下进行阴燃实验研究。电加热器以8 k W功率从一端点燃样品,温度达到350℃时停止加热,研究气流速率对阴燃的影响。结果表明:在2、3、5、7 L/min空气气流速率下,两种密度FPUF的阴燃建立时间随气流速率增大而减小,阴燃传播速率均随时间呈线性增长。在5 L/min气流速率下,最高温度(距离热源48 cm处)分别可达到410、390℃。不同气流速率下两种FPUF阴燃温度为T(5 L/min)T(3 L/min)T(2 L/min)T(7 L/min)。同一气流速率下,较低密度FPUF阴燃温度均高于较高密度FPUF。     

森林腐殖质的热解试验与动力学分析

通过研究森林腐殖质的热解特性探讨腐殖质的阴燃规律进而研究地下火的发生发展规律。以帽儿山实验林场红松林的腐殖质作为研究材料,得出腐殖质在不同环境和升温速率下的热重-差热曲线,研究热解反应机理。结果表明,随着升温速率的增大,腐殖质的热解速度加快。在不同的氛围下,试样的热解温度范围差异较大。在空气氛围下,在空气气氛下腐殖质进入热解阶段明显快于在氮气气氛。采用CoatsRedfern积分法对腐殖质的热解过程进行动力学分析,得出腐殖质热解机理函数,求出腐殖质在空气和氮气氛围下相应的活化能和频率因子。     

东北地区五种阔叶木树叶热解实验研究

以东北地区常见的白桦、水曲柳、蒙古栎、银中杨、旱柳5种阔叶木的树叶为实验材料,采用热重分析法研究5种阔叶木树叶的热解特性及动力学特性。选取升温速率为10、15、20℃/min,粒径为40、60、80目,分析在氮气气氛下试样的热解特性,采用Gorbatchev积分法进行动力学研究。结果表明：试样的热解过程分为失水、轻微失重、主要失重和炭化4个阶段,其中主要失重阶段的失重量最多;5种试样的燃烧性排序为：银中杨＞蒙古栎＞旱柳＞水曲柳＞白桦,活化能排序为：白桦＞水曲柳＞旱柳＞蒙古栎＞银中杨;燃烧性越强的活化能越小;升温速率越高,热解反应的起始温度和终止温度越高,失重速率越快,热解反应越充分。     

基于FWO法与CR法的中蒙边境森林草原交错区沟塘草甸羊草热解动力学分析

以内蒙古自治区阿尔山市内沟塘草甸为研究区域,选取典型草本羊草为研究对象,运用热重分析法以通氧速率10、20、30 mL/min,在升温速率分别为40、80 ℃/min的条件下进行热失重行为研究。使用TG-DTG曲线分析样品的热解过程,利用Coats-Redfern（CR）积分法和Flynn-Wall-Ozawa（FWO）积分法对样品的快速热解阶段进行动力学分析,得出在不同氧气浓度下样品的热解活化能和指前因子并求得相应参数。结果表明羊草热解过程分为：失水阶段、快速热解阶段、炭化阶段。其中快速热解阶段为350～450 ℃,此阶段中升温速率越快,温度滞后现象越明显;通氧速率越快,温度超前现象越明显。热解过程及动力学参数分析表明,Flynn-Wall-Ozawa法更适用于羊草热解过程,引发火灾危险程度的通氧速率为：30 mL/min＞20 mL/min＞10 mL/min。     

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。     

高强玻璃纤维复合材料热解动力学研究

利用热重—差热同步分析仪研究典型高强玻璃纤维/环氧树脂复合材料在不同升温速率、不同载气气氛影响下的热解特性规律。升温速率取5、10、20、30、40℃/min;气氛取空气及氮气气氛(50 mL/min);实验温度范围为25~800℃。研究表明,随着升温速率的增大,热解反应各阶段起始温度、终止温度、最大失重速率温度均向高温方向移动。空气气氛下,玻纤复合材料热解分为两个阶段,分别是环氧树脂基材热解的两个阶段,玻璃纤维自身不分解;氮气气氛下,玻纤复合材料热解反应一步完成。相同升温速率下,玻纤复合材料与环氧树脂基材的热解初始分解温度、热解温度范围基本一致,玻纤复合材料的热解终止温度及热解各阶段失重速率明显小于环氧树脂基材。运用Kissinger法和Flynn-Wall-Ozawa法进行热解动力学分析,得到玻纤复合材料热解各阶段的表观活化能,两种计算方法所得结果基本一致。热解第二阶段表观活化能明显高于第一阶段,其热稳定性在热解过程中逐渐增强。     

木材的热重分析实验及动力学分析

选取4种常用木材为研究对象,在氮气条件下进行热重分析实验,研究木材的热稳定性、燃烧特性。升温速率为20℃/min。结果表明:木材热失重过程可分为4个阶段,其中第三阶段失重率最高,约为73%,温度约在220~400℃;4种试样中燃烧性能从高到低的排序为:鱼鳞松、白桦、水曲柳和落叶松;热稳定性的排序为:鱼鳞松、白桦、落叶松和水曲柳。建立木材热解动力学方程,确定Valensi方程更适合作为其动力学机理函数,并计算各试样的热解动力学参数。     

O_2含量对聚苯乙烯泡沫热解特性的影响

采用热重分析仪(TG)和扫描电子显微镜(SEM),在O_2:N_2不同体积混合比下,对可发性聚苯乙烯泡沫(EPSF)热解特性进行研究。结果表明:含氧20%氛围下EPSF热解第一阶段主要是苯乙烯(ST)单体热降解,第二阶段由丙烯腈低聚物进一步热解解聚主导;随着氧含量增加,快速失重阶段阈值分别从301.08、451.33℃转变至278.37、442.59℃,且其温度阈值先降低后增高;贫氧气氛下黏稠状解聚残余物抑制了EPSF热降解,富氧条件下,由于化学计量比所需O_2与材料内表面热氧化反应活化位点数量之间矛盾,导致了TG和DTG曲线滞后;SEM结果表明,脱水、炭化产生刚性结构多孔炭随温度的升高而深化和裂化,改善了O_2在多孔内壁与外界环境之间的流通与传输条件,便于后续阴燃过程的孕育与传播。     

几种固体可燃物燃烧特性

采用阴燃实验方法,研究了玉米秸、玉米粒、玉米秸热解炭、石墨等4种固体可燃物的粉状物料内部燃烧传播特性。并应用氮气、空气气氛下的热重分析、马弗炉灼烧、电镜实验探索其燃烧内部传播特性的原因。结果表明:自然条件下,燃烧可在粉状玉米秸、玉米秸热解炭内部持续传播,而不能在粉状玉米粒,石墨内部持续传播。玉米粉和玉米秸粉的元素成分、热值、热重分析仪上的热解、燃烧特性差别不大,但堆积密度及灰分微观结构有显著差别。石墨微观呈明显层状结构,各条件下燃烧明显滞后于其余几种物料。     

碳纤维/环氧复合材料的热解特性及动力学研究

利用热重—差热同步分析仪研究随机、单向、织布 3种铺层结构碳纤维/环氧复合材料在不同升温速率下的热解特性。氮气气氛(50 mL/min),升温速率取 5、10、20、30、40 ℃/min,实验温度范围为 25～800 ℃。研究表明：3 种铺层结构碳纤维/环氧复合材料均只有 1 个热解阶段,热解温度范围及到达失重速率峰值温度几乎相同,但铺层结构对热失重速率峰值及质量剩余率有较大影响。随着升温速率的增加,热解反应各阶段终止温度、最大失重速率温度均向高温方向移动。采用 Kissnger 法对不同铺层结构碳纤维/环氧复合材料的热解动力学进行计算,得到其表观活化能。     

聚氨酯软泡热解动力学与阴燃点燃特性研究

利用热重-红外联用技术研究了无阻燃聚氨酯软泡在空气气氛下的热解行为,采用遗传算法计算得到"4组分4阶段反应"全局表观动力学模型。在自制小尺寸火灾可燃物阴燃试验台上对无阻燃聚氨酯软泡进行点燃实验研究,分析加热至不同温度下可燃物表面温度变化。结果表明,点燃过程可燃物反应机理与表观热解动力学模型趋于一致,点燃过程分为自加热酝酿期(TC1>200℃)、热解吸热期(200℃265℃),聚氨酯软泡的临界阴燃点燃温度为328℃。     

大理传统木构建筑构件热解特性研究

利用热重分析法,在一定升温速率(15℃/min)及一定氮气(80 mL/min)条件下对大理传统木构建筑中的4种构件(椽子、楼板、承重柱、檩条)的热解、着火、化学动力学参数、燃烬以及综合燃烧特性进行分析,并测定其着火温度、燃烬温度、热解特性指数和热解动力学参数。结果表明:4种构件的热解过程可分为干燥、热解、炭化三个阶段。热解性能排序为檩条承重柱楼板椽子。构件的燃烧特性、燃烬特性、热解特性受使用时间的影响较小。     

5种乔木可燃物不同升温速率下的热重研究

摘 要：为探究不同升温速率下5种典型乔木可燃物的热解特性,加快和完善内蒙古大兴安岭地区森林燃烧性研究,以白桦、黑桦、兴安落叶松、蒙古栎、山杨的小枝为主要研究对象,基于OFW热重分析法,在空气气氛中,以氧气为载气,加热区间为30～600 ℃,首先升温至100 ℃并保持5 min,气体流量为20 mL/min,然后分别以40,60,80 ℃/min升温速度率升温。通过TG-DTG曲线分析试样的热解过程,利用OFW法对试样的快速热解阶段进行动力学分析并绘制参数趋势图。结果表明,升温速率对热解过程的影响主要集中在失重阶段,随着升温速率的增加,热解特征温度增加,试样失重率增大。在此阶段,升温速率为60 ℃/min时,5种典型乔木可燃物热解程度排序为：兴安落叶松＞蒙古栎＞山杨＞白桦＞黑桦;OFW法分析下的5种典型乔木可燃物活化能随转化率变化,活化能计算结果可靠,模型较优。山杨活化能区间为659.788～712.664 kJ/mol,调整后的R2为0.962 6～0.999 7,活化能随转化率的增加呈现先减少后增加的趋势,反应进程中后段依然保持良好的放热反应。     

红松热解特性及动力学实验研究

采用热重分析法对红松的树皮、树干、松针和松果在空气气氛下进行热解实验,升温速率20℃/min,从20℃加热至800℃,并对热解过程进行动力学分析。结果表明:试样的热解过程分为失水、微失重、主要失重和炭化4个阶段,热稳定性大小排序为:松果树皮树干松针。升温速率越高,失重速率越快,但升温速率过快使试样内部受热不均,产生热滞后现象。升温速率为10℃/min时热解失重率最高,热解反应最充分。CoatsRedfern法和Broido法较适用于红松热解动力学计算。试样活化能大小排序为:松果树皮树干松针。     

PVC导线绝缘层过负荷条件下的热重分析

应用热重分析法对PVC导线绝缘层原样以及4倍过电流后绝缘层内、外层的热解行为进行比较,并分析不同升温速率对导线绝缘层内层热解行为的影响。结果表明,三种样品在300~1 000℃温度升高范围内均有三个失重阶段,同一升温速率下,过负荷后的样品每个失重阶段的最大失重温度均比原样略高;导线绝缘层内层的热解行为不随升温速率改变而改变。     

典型室内装修壁纸的热解特性和动力学研究

对3种典型室内装修用壁纸在不同升温速率下的热解特性进行实验研究。结果认为,其热解过程均包括3个阶段;随升温速率的升高,壁纸的初始热解温度、终止温度、最大失重速率及达到最大失重速率温度升高,反应温度区间变宽;通过对3种壁纸在同一升温速率下的热特性的对比分析,得到PVC壁纸的初始热解温度最低,易热分解;无纺壁纸的主要反应温度区间最窄,热解速率最快。采用Starink法和Flynn-Wall-Ozawa法对3种壁纸进行了热解动力学分析,得到了不同升温速率下的表观活化能。     

几种森林可燃物热解特性及动力学分析

选取水曲柳树枝、水曲柳树叶及草本植物福王草,采用热重分析法探究可燃物、升温速率、粒径、气氛对热解特性的影响。采用Coats-Redfern积分法选取最佳机理函数建立动力学模型,获得活化能和指前因子。结果表明:三者热解过程主峰温度约220~400℃。可燃物、升温速率和气氛对热解过程有一定影响,粒径影响较小。氮气气氛下Valensi方程为最佳机理函数。热稳定性排序为:水曲柳树叶水曲柳树枝草本植物福王草。     

逆向阴燃传播过程和模型

为了解逆向阴燃传播的过程和特点,用聚氨酯泡沫材料在绝热封闭的装置中进行了实验.实验过程用热电偶进行温度的测量,通过调节气体流量观测风速对逆向阴燃的影响.聚氨酯泡沫材料的逆向阴燃可分为两个阶段,第一阶段泡沫材料阴燃变成多孔炭,材料的透过率很小,能进入材料内部参与反应的氧气量也少,气流增大,在增加氧气的同时也带走更多的热量,阴燃传播速度随风速先增大后减小.第二阶段多孔炭的燃烧,空气很容易进入到材料内部,传播速度随风速线性增大,燃烧达到的最高温度值也随风速增大.在第一阶段中逆向阴燃的传播是匀速的,以此建立了一维传播模型,模型模拟结果同实验的结果具有很好的一致性.     

李子和梨树枝条的热解特性及动力学分析

选取李子树枝条和梨树枝条作为实验材料,采用热重分析仪进行实验,研究材料粒径、升温速率和实验气氛对两材料热解过程的影响。选择以升温速率为变量的实验数据,采用Coats-Redfern法确定适合所选数据的动力学模型,得到指前因子、活化能等相关参数。结果表明,材料粒径越大,热解最大失重率就越大;升温速率越大,反应越向高温方向偏移;空气气氛对生物质热解主要阶段的促进作用强于N_2气氛;两种材料热解所需能量较少,容易进行生物质热解。     

KI25X变压器油的热解特性研究及动力学分析

采用热重分析和热重-红外联用技术,探究了常用变压器油KI25X在3种不同升温速率下的热解特性,发现热解过程主要发生在200～300℃和550～800℃两个阶段,且通过试验发现变压器热故障释放能量会造成变压器油的热解劣化,破坏变压器油的化学键,产生低分子烃类气体并溶于其中.利用微分法和积分法热力学理论计算出变压器油在N2...