不同压力环境下小纸箱燃烧特性实验研究

在低压低氧舱中对小纸箱进行点火燃烧实验,探讨不同压力环境、不同通风条件对固体火灾燃烧热释放速率、火焰高度、火焰温度等燃烧性能的影响。燃烧工况的压力为90、75、64kPa,通风条件为不打孔、单面打孔和双面打孔。分析实验过程中热电偶的最高温度、最高温度对应的热电偶的位置以及压力变化曲线。结果表明:通风条件对固体可燃物在同一压力下的燃烧抑制作用显著。通风条件良好时,在75kPa的环境压力下,固体可燃物的燃烧可进入充分燃烧阶段。相同压力环境下,通风条件的改善缩短了固体可燃物燃烧发展阶段的时间,提高了固体可燃物燃烧的火焰温度。在相同通风条件下,环境压力降低,固体可燃物最大燃烧速率降低,固体可燃物上方相同位置的火焰温度下降,最大燃烧速率、火焰温度与环境压力成正比;压力近似时,火源温度的高低与固体可燃物热解的速度成正比,火源温度最低的固体可燃物燃烧质量变化曲线最为平缓。     

低压环境对运输包装纸箱燃烧特性影响

在康定机场和四川广汉两种压力环境下,对运输包装纸箱进行逆向(向下)火焰传播燃烧实验,通过测量固体可燃物的燃烧时间、燃烧长度及质量损失,探讨低压环境对固体可燃物燃烧特性的影响规律。研究表明:低压下,纸箱开始燃烧所需氧体积分数比常压高8%。同一氧体积分数下,低压下纸箱燃烧时间、燃烧长度更短。燃烧相同长度,低压下纸箱燃烧更加充分,质量损失较大。相对明火燃烧时间纸箱阴燃时间较长,但对质量损失影响小于明火燃烧过程。     

静态低压环境对正庚烷油池火燃烧速率的影响

针对高原环境低压低氧条件下燃烧行为异于常压环境的特性,采用了3.00 m×2.00 m×4.65 m的低压燃烧舱,选取101、75、64、38、24 k Pa的静态低压环境,研究测试了两种不同尺寸的典型正庚烷油池火。油盘直径分别为20 cm和30 cm,高10 cm。实验采集了燃料质量损失、燃烧速率和视频摄像等,采用辐射模型和压力模型分析静态低压环境下正庚烷油池火质量损失及燃烧速率的变化。固定油盘尺寸时燃烧速率与压力呈现良好的线性关系,不同尺寸油盘火的燃烧速率的压力模型拟合效果优于辐射模型。     

油罐火灾的辐射特性及火焰结构研究

为了研究大型油盘火灾的辐射特性及火焰结构,对几种不同尺寸的油盘火灾的外部辐射热进行了实验测量.在大型油盘火灾实验中,火焰的辐射热被来自火焰的大量烟气所包围,辐射热中绝大部分是由火焰底部发散出来的.实验还对火焰的其他一些特性(如排烟量、火焰温度、火焰中的气体流速及气体浓度、燃烧速率等)分别进行了测量.结果发现,火焰燃烧中的大部分是在火焰底部完成的,火焰上部的气流对烟气的散发起到了非常重要的作用.     

航空液压油在热辐射下的点燃及燃烧特性研究

液压油等重质燃油是飞机与汽车发动机等设备中的重要传动介质,容易在高温热辐射作用下发生点燃及燃烧,但目前对于此类重质燃油在高温辐射作用下的燃烧特性缺乏科学认识。基于锥形量热仪对15号航空液压油的燃烧特性进行了实验研究,得到了燃烧特性实验数据,分析了外加热辐射对液压油池燃烧的影响机制,发现外加热辐射对于高含碳油池火的影响主要作用机制是强化其火焰辐射换热,基于火焰热反馈理论建立峰值预测模型,能够准确预测外加辐射作用下燃烧速率的峰值。可为此类重质燃油的在高温工作环境下的防火提供基础数据和理论依据。     

液化天然气池火固体火焰模型及预测工具

通过对陆上和水上LNG大尺寸火灾实验测试结果进行分析,得到影响LNG池火灾热辐射的关键参数,包括最大燃烧速率、最大表面热辐射能及LNG池火燃烧速率、表面热辐射能、火焰形状和传输率预测模型,并据此开发了基于固体火焰模型的LNG池火热辐射预测工具LNGFHR.与LNG-FIRE 3模型的计算结果进行对比,表明LNGFHR在陆上圆形LNG池火灾热辐射预测值与LNGFIRE 3接近;对于水面LNG池火,LNGFHR采用了最新的大尺寸LNG水面池火实验的研究结果,其预测结果大于LNGFIRE3模型的预测值.     

气压对软质聚氨酯泡沫倾斜火特性的影响

采用可变倾角板材火蔓延平台,利用合肥与拉萨两种天然海拔高度,开展不同环境气压条件下的聚氨酯软质泡沫板火灾倾斜顺流燃烧实验,研究环境气压、板材倾角等边界条件对聚氨酯板材燃烧速率、顺流火蔓延速率、火焰高度和火焰脉动频率等的耦合作用。实验结果表明,对于宽度较窄的FPU板材,气压对于水平火蔓延时燃烧速率的影响很小。气压比约为0.67的情况下,水平蔓延时常压的火焰前锋蔓延速率接近低压的两倍。低压环境下火焰脉动频率加快。     

马里兰大学研制燃烧速率仿真器

马里兰大学成功研制燃烧速率仿真器,主要用于研究航天器的燃烧行为,利用气体燃料测定固体在微重力下的燃烧性能,该燃烧器具有平面、圆形和多孔结构,内置热流传感器,可以测量燃烧速率、消光特性和大范围固体辐射情况。基于此研究了纸和塑料等材料在微重力环境下的燃烧参数。     

纵向通风下障碍物对隧道火灾燃烧速率的影响研究

采用模型隧道实验的方法,研究不同纵向通风速度和障碍物距离下池火燃烧速率的变化规律。结果表明,在纵向通风的条件下,障碍物的距离为5 cm时池火的燃烧速率最高。在障碍物距离一定时,池火的燃烧速率随纵向通风速度增加而增加。障碍物距离在一定范围内,池火的燃烧速率高于无障碍物的情况,而障碍物距离超出一定范围时,池火燃烧速率与无障碍物的情况相差不大。障碍物的存在对池火燃烧速率的影响主要归因于侧壁辐射效应和气流场的变化。纵向通风对池火燃烧的影响更为明显。当障碍物距离改变时,气流场会改变火焰的倾斜方向,进而改变侧壁辐射效应。这些发现对于深入理解隧道火灾特性、优化消防安全设计以及制定有效的火灾防控措施具有一定的指导意义。     

低压环境下固体材料燃烧特性研究进展

低压环境一般存在于高高原地区和巡航飞机,我国存在着大面积的高高原地区和拥有世界上数量最多的高高原机场,低压环境会使固体材料的燃烧特性发生变化.介绍了固体可燃物的点燃、燃烧和火焰传播过程,系统综述了织物、纸箱、木材、电缆4种常见固体材料在低压环境下的燃烧特性研究进展,并对其燃烧特点进行了分析和总结,指出未来固体材料低压环...     

材料性质对浸汽油固体着火及燃烧特性影响

以报纸、纸板和碎纸屑等常见固体可燃物为对象,考察汽油添加量对其引燃时间、火焰传播速率、火灾痕迹及烧损速率的影响,分析固体材料性质对浸油固体着火及燃烧特性的影响机理。结果表明:随着汽油含量增加,报纸和纸壳的引燃时间缩短,表面火焰传播速率加快,超过一定值后有闪火出现,烧损速率增加,而碎纸屑的火焰传播速率则随汽油含量的增加呈先增大后减小的趋势。浸油纸壳燃烧时能够明显地区分出汽油燃烧和纸壳炭化两个速率。     

低压下航空电缆点燃特性及烟气特性的实验研究

在康定高高原航空安全实验室(61 kPa)和广汉民用航空器火灾实验室(96 kPa),开展了常低压真实环境下FXL航空电缆护套及绝缘层的燃烧实验。采用热辐射加热箱、烟密度及成分测试仪和氧指数仪等设备,分别测量点燃时间-辐射温度、质量损失速率-氧气浓度、燃烧持续时间-氧浓度、烟密度和烟气成分等曲线,以探讨低压对燃烧特性的影响。实验结果表明:61 kPa条件下电缆护套层和绝缘层的最小点燃温度和时间皆大于96kPa;烟密度快速上升后趋于水平,护套层比绝缘层烟密度大,此外,低压比常压的发烟量小;O_2体积分数先下降至最小值后缓慢上升,CO_2随着燃烧反应先增加后减少,而CO曲线出现双峰数值;质量损失速率随着氧浓度升高而线性增大,而燃烧持续时间会快速下降。研究结果显示,常低压环境下航空电缆的燃烧特性存在差异,为预防飞机电缆火灾提供数据参考。     

小尺度沸溢油池火灾燃烧速率特性试验研究

使用胜利原油对小尺度沸溢火灾燃烧速率特性进行了试验研究。分别记录了直径为0.1、0.15、0.2 m的原油沸溢油池火灾的燃烧过程,测量了燃烧速率和温度随时间的变化。根据燃烧速率和火焰高度变化对沸溢火灾燃烧进行阶段划分。探讨了不同直径及初始油层厚度对沸溢火灾燃烧速率的影响,在燃烧速率基础上建立沸溢强度模型。结果表明:沸溢火灾燃烧可以分为预燃、准稳态燃烧、沸溢燃烧、火焰熄灭4个典型燃烧阶段;沸溢燃烧阶段的燃烧速率和火焰高度显著大于准稳态燃烧阶段;沸溢火灾各阶段燃烧速率均随油池直径的增大而增大,且沸溢燃烧阶段的增幅明显大于准稳态燃烧阶段的增幅;准稳态燃烧阶段的稳定燃烧速率与初始油层厚度无关,随油池直径的增大而增大;沸溢强度随初始油层厚度的增加及油池直径的减小而增大,并与初始油层厚度和油池直径间的比值成正比。     

海底隧道背负式列车火灾热释放速率研究

介绍汽车燃烧热辐射理论和烟气辐射理论。建立基于汽车燃烧热辐射和烟气辐射的受限空间内汽车间引燃模型,讨论不同火源位置对背负式列车车厢火灾热释放速率的影响。针对凹底双层(SQ6型)背负式列车的车型结构,设计火灾热释放速率理论计算模型。车厢内下层汽车横向引燃仅需考虑着火汽车的辐射作用,上层汽车引燃需要同时考虑热烟辐射作用。针对SQ6型背负式列车,绘制不同火源位置下汽车燃烧的热释放速率曲线。研究结果表明:背负式列车火灾最大热释放速率约为11 MW,且下层汽车燃烧引发的火灾的最大热释放速率大于上层相同位置的汽车火灾,位于中部汽车燃烧引发的火灾的最大热释放速率值大于车厢端部汽车引发的火灾。     

固体标准燃烧物火灾特性实验研究

以纸杯和塑杯为标准燃烧物模拟火源,进行固体燃烧物燃烧特性的实验研究。通过实验测量标准燃烧物的热释放速率、质量损失率和热辐射等,在此基础上分析其火灾载荷、燃烧效率、总热和烟熏痕迹等,为火灾模型提供理论依据。     

不同氧浓度船舶机舱油池火灾热流场特性

搭建1.5 m×1.5 m×1.0 m的船舶封闭舱室火灾实验平台,以柴油池火为火源,对初始氧气体积分数为19%、20%、21%条件下的火灾演变特性进行研究。采用数值模拟和实验相结合的方法,分析舱内温度场和速度场的变化。研究结果表明:燃烧初期阶段,初始氧气浓度增加,靠近火焰根部的温升明显,而顶部区域的升幅较小;燃烧后期阶段,初始氧气浓度降低,火焰燃烧状态改变,燃烧速率和燃烧温度降低。初始氧气浓度的降低使舱内整体温度和空气流速下降,油池火燃烧速率随之下降。     

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。     

流淌火与油池火燃烧特性对比实验研究

建立流淌火燃烧特性实验研究平台,采用93#汽油进行油池火与流淌火的对比燃烧实验,研究在不同斜面角度条件下流淌火与油池火灾在质量损失速率、火焰温度、火焰热辐射等特性参数上的差异,并分析其原因.结果表明,流淌火的火焰高度较低而且非对称分布,火焰波动较大,质量损失速率较小,温度较低,热辐射值较小.可为建立与完善流淌火燃烧理论模型和热辐射危害模型提供参考依据,同时对大型油罐区消防安全设计及灭火救援也具有重要意义.     

浸煤油固体着火及燃烧特性实验研究

以棉布、纸板和碎纸屑为对象,考察了煤油添加量对3种材料的点燃时间、火焰传播速率及烧损速率的影响,分析了固体材料性质对浸油固体着火及燃烧特性的影响机理。结果表明:随煤油含量增加,棉布和纸板的引燃时间缩短,表面火焰传播速率加快,并在特定比例出现闪火燃烧现象;而碎纸屑的火焰传播速率则随煤油含量的增加呈先增大后减小的趋势。横向比较时,火焰传播速率为:浸煤油的碎纸屑>纸板>棉布。值得注意的是,浸煤油棉布和纸板燃烧时能够观察到样品表面火焰传播速率(煤油燃烧速率)和样品本身炭化速率。     

燃料载荷和含水率对平坡地表火蔓延影响实验研究

燃料载荷和含水率是森林火灾中地表火蔓延的重要影响因素.选取香樟叶和云南松松针作为研究对象,开展了不同燃料载荷和含水率条件下平坡地表火蔓延实验.研究结果表明:同一燃料载荷下,随含水率增大,火焰长度、火蔓延速率、火线强度和辐射热流减小,滞留时间增大;同一含水率下,燃料载荷增大,火焰长度、火蔓延速率、火线强度、辐射热流和滞留...