碳纤维/环氧层压板的燃烧特性

利用锥形量热仪,热辐射强度选取为15～80 kW/m2,采用电火花引燃和无电火花引燃的自燃两种着火方式研究碳纤维/环氧层压板在不同火灾环境下的燃烧特性,对比分析点燃时间、临界热辐射强度、质量损失速率及热释放速率的变化规律。结果表明:随热辐射强度的增大,两种着火方式下碳纤维/环氧层压板的点燃时间缩短,质量损失速率峰值增大,热释放速率峰值增大且达到峰值时间提前;相同辐射强度下,相比于自燃,强制点燃的点燃时间提前、临界热辐射强度降低,热释放速率峰值升高及达到峰值时间提前;随着热辐射强度的增加,着火方式对点燃时间和热释放速率影响逐渐减小。建立了碳纤维/环氧层压板的点燃时间及质量损失速率的数学模型,得到理论临界热辐射强度和气化热。     

风机机舱内可燃物火灾危险性评价

针对风机机舱内软质聚氨酯吸音泡沫和润滑脂等典型(半)固态可燃物,通过锥形量热仪测试获取不同外加热辐射功率下的热释放速率、总释放热、比消光面积、烟气释放速率、总释放烟气量等。结合以上单项参数发展的FPI、FGI及SP复合参数进行综合潜在火灾危险性评估。利用热薄型积分模型,推导两者的最小点火辐射能,从本质安全的角度出发评价其火灾安全性。结果表明:随热辐射功率增加80%,聚氨酯峰值热释放速率增大约97.5%,点燃时间缩短92%,容易形成机舱火灾中首项可燃物;热辐射功率为75 kW/m~2时,润滑脂引燃时间较聚氨酯增加81.8%,其峰值热释放速率约是聚氨酯的29.5倍。     

聚甲基丙烯酸甲酯板材燃烧性能分析研究

应用锥形量热仪测试分析在5种不同的辐射热通量下聚甲基丙烯酸甲酯板材点燃时间、热释放速率、热释放速率峰值与其质量损失速率间的关系。样品长100 mm,宽100 mm,厚2、4、6 mm。辐射热通量为:15、25、35、45、55 kW/m~2,对应的材料表面温度为:387、490、572、645、685℃。研究发现聚甲基丙烯酸甲酯板材的点燃时间与其厚度、辐射热通量呈负相关关系。在低热辐射通量下,浇注型聚甲基丙烯酸甲酯板材点燃时间要大于挤压型板材的点燃时间。引燃后,聚甲基丙烯酸甲酯板材热释放速率峰值随辐射热通量的增加而增加,浇注型板材热释放速率的增速高于同等厚度下挤压型板材的增速。在不同的热辐射强度下,不同工艺下的聚甲基丙烯酸甲酯板材的质量损失速率差距较小。     

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。     

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。     

树脂漆对木材燃烧特性与烟气毒性的影响

选取带有表面树脂漆的桦木和楸木,采用锥形量热仪,选取25、35、45、55kW/m~2的热辐射通量,分析不同热辐射通量条件下的点燃时间、燃烧初期热释放速率特性、总热释放速率、一氧化碳体积分数等,得出表面漆对木材燃烧特性与烟气毒性特性的影响。结果表明:表面漆对桦木的最小点火能并无较大影响,减小了楸木的最小点火能;表面漆明显增大第一个热释放速率峰值;涂有表面漆的木材燃烧时一氧化碳体积分数会出现一个峰值;表面漆对木材燃烧特性的影响与木材种类密切相关。     

YJV电缆燃烧烟气及主要毒性产物

采用Cone-FTIR联用仪对YJV电缆在25、30、35、40、50 kW/m~2的热辐射强度下燃烧烟气和主要毒性气体的释放规律进行了实验研究,分析体积分数随时间的变化,并给出拟合公式。研究结果表明,随着热辐射强度的增加,YJV电缆样品的烟气产量和释放速率明显增加;烟气中主要毒性气体CO和HCl的释放速率随时间呈双峰变化,且HCl的产量明显大于CO的产量;选用高斯逼近函数类型对样品35 kW/m~2下的实验数据进行数值拟合,得到了烟气中CO和HCl的体积分数随时间变化的函数关系。     

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。     

基于CONE数据的材料热释放速率随辐射通量变化的研究

采用锥形量热仪测得几种材料在不同辐射通量下的燃烧性能数据，研究了不同的热辐射通量对热释放速率峰值、热释放速率平均值以及材料的点燃时间、到达峰值的时间、熄灭时间的影响。结果表明：同种材料在不同辐射通量下的热释放速率曲线形状是相似的，并且热释放总量是一个定值；平均热释放速率和热释放速率峰值是辐射通量的线性函数关系；点燃时间随着辐射通量的增加而呈指数衰减趋势；到达热释放速率峰值与火焰熄灭的时间基本上随着热辐射通量的增加线性递减。     

室内常见装饰用织物热辐射引燃特性

采用锥形量热仪对4种室内常见装饰用织物的热辐射引燃特性进行实验研究。分别取热辐射通量为30、35、40、506、0 kW/m2,分别在使用和不使用点火器条件下对样品进行热辐射引燃试验。点火器为10 kV电弧点火器。实验结果表明,在相同条件下,4种试样的引燃危险性按化纤、麻绒、棉麻和棉加丝的顺序依次减小。在低热辐射通量下,所选装饰用织物样品的引燃时间随热辐射通量的变化较大。通风、引火源等因素对织物的热辐射引燃特性都有明显影响。     

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。     

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。     

基于CFD的油罐全液面火灾热辐射分布研究

基于CFD技术对容量0.1~15.0 m~3油罐全液面热辐射分布进行数值模拟,建立火场热辐射分布模型,探讨热辐射的分布规律。模拟结果表明:大型油罐全液面火灾中,热辐射通量随目标点距油罐的距离先增大后减小;对于3×10~4 m~3汽油罐全液面火灾,目标点距罐壁的距离为0时热辐射通量较小,为2.68kW/m~2;距罐壁约26 m处热辐射通量达到峰值21.60 kW/m~2。油罐直径影响火场热辐射的分布强度和传播范围,罐壁高度影响火场热辐射的分布。     

浸机油棉布引燃及燃烧特性实验研究

设置明火、香烟火和热辐射3种火源,研究机油含量对棉布引燃特性的影响。对于明火条件,还考查了机油含量和含水量对棉布燃烧特性的影响。热辐射引燃实验采用锥形量热仪进行,分别取热辐射强度为25、30、35、40kW/m2。结果表明:随着机油含量增加,明火和热辐射作用下棉布的引燃时间均逐渐缩短,香烟火条件下则影响较小;当机油含量达45%时,棉布被明火引燃的时间缩短近一半;明火作用下棉布的燃烧火焰持续时间先增大后减小,残留物质量先缓慢减小再迅速减小最后趋于恒定;对于29%机油含量的棉布,含水量越大引燃越困难,含水量达13%时棉布不能被引燃。     

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...     

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。     

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.     

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。     

落叶松原木燃烧特性的实验研究

使用含水率为16%~23%的落叶松原木,在不同的通风时间、不同的通风量以及不同体积的引燃燃料的工况下进行落叶松原木燃烧温度场、热释放速率、烟气特性的实验研究。结果表明,燃烧过程中,燃烧室通风时间会影响落叶松原木燃烧温度场的稳定性,落叶松原木燃烧温度场会随着引燃燃料体积以及通风量的增大而升高;热释放速率与通风量呈正相关的关系;引燃燃料体积越大,燃烧的初始热释放速率越大;通风量的增加会加快燃烧反应,使CO2体积分数上升,而后趋于稳定,CO的体积分数先上升后下降。     

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.