西藏古建筑中装饰织物的燃烧特性研究

利用不同火源对20种西藏古建筑中典型装饰织物和4种纯涤、纯棉和涤棉织物进行了燃烧试验,研究了其燃烧行为;利用极限氧指数(limiting oxygen index,LOI)和垂直燃烧(vertical burning,VB)方法对这20种织物的燃烧性能进行了测试,判定了燃烧级别,分析了材质的影响,并对4种纯涤、纯棉和涤棉织物分别在拉萨和合肥同期进行了LOI和VB对比测试,探讨西藏高原环境对装饰织物燃烧性能的影响;利用锥形量热标准化测试研究了部分代表性织物的对火反应特性,分析了材质、厚度等织物属性的影响.结果表明,西藏古建筑内大部分装饰织物为易燃可燃物(LOI≤20),材质以丝质天然纤维和纤维素纤维为主,遇火后即发生复杂明火燃烧现象;西藏低氧低压条件已能充分支持织物的实尺度燃烧,虽织物燃烧速率降低,燃烧时间加长,但局部燃烧加剧,火焰体积加大,具有较大的火灾危险性;纤维素织物热释放速率普遍高于以动物毛绒或丝质材料为主体成分的织物,且织物厚度越大、组织越致密、结构越复杂,热释放速率往往越大.     

低压环境下玻璃纤维/酚醛树脂燃烧特性

火灾事故严重威胁飞机的安全运行。航空运输环境为低压环境，低气压会对火灾的发生发展产生重大影响。民用运输飞机的壁板材料均为复合材料，美国联邦航空管理局和中国民航局均要求实验验证其防火特性。该文选取空客某型飞机夹芯结构壁板材料(A壁板)和层压型壁板材料(B壁板)作为研究对象。A壁板由上下层树脂基面板、中间层芳纶蜂窝芯和胶黏剂组成，B壁板为树脂基玻璃纤维增强层压板。分别在四川康定(61 kPa)和广汉(96 kPa)研究其隔热性能、点燃时间、质量损失和烟气特性。结果表明：A壁板隔热性能在低压下下降约26.0%, B壁板隔热性能几乎不受压强影响，A壁板隔热性能明显优于B壁板；压强通过影响对流热损失和临界质量通量影响点燃时间，A壁板点燃时间在低压下缩短16%, B壁板点燃时间受压强影响较小；压强影响燃烧速率，A、 B壁板质量损失率和质量损失速率在低压下均有降低；在不同气压环境下2种壁板O₂最大消耗量、 CO和CO₂产生量峰值对应时间基本一致，低压环境下O₂消耗量、 CO和CO₂产生量峰值均高于常压环境。该文初...     

废旧轮胎全尺寸火灾实验研究

利用ISO9705标准的全尺寸实验装置对废旧轮胎进行全尺寸火灾实验研究．测试的轮胎按照竖直和水平两种方式摆放，实验测量了与轮胎燃烧相关的热释放速率，质量损失速率，有效燃烧热，烟气产生量和CO／CO2产生量等参数．实验结果分析表明轮胎的有效燃烧热很高大约为28MJ／kg，轮胎的摆放方式对其燃烧行为有很大的影响，竖直摆放的轮胎的热释放速率峰值是水平摆放的两倍，且其CO生成率也要比水平摆放的要高．轮胎火灾的烟气产生量非常大，能达到装饰家具燃烧所产生烟气的14倍之多，同时轮胎火灾烟气中包含有CO、CO2和别的有毒气体，一旦释放到空气中必将对环境产生巨大的污染．     

不同压力条件下典型机舱材料燃烧特征的实验研究

为了尽早检测和预防机舱火灾,选取飞机座椅面料及舱壁材料作为实验试样,在四川广汉(96kPa)和康定机场(61kPa)进行燃烧对比实验。测量试样的质量损失比、烟密度、烟气成分及火焰形态,以探讨低压对典型机舱内饰材料燃烧特性的影响。实验结果表明:低压下试样的质量损失比小于常压;低压下烟密度值快速升高并维持在较高值变化;低压下的烟密度峰值约为常压下烟密度峰值的2倍;尽管CO和CO2峰值出现时间基本一致,但在两种压力条件下CO和CO2浓度变化差异非常明显。     

高海拔对火灾燃烧特性影响的试验研究

为研究高海拔对于火灾燃烧特性的影响,采用火灾试验研究的方式分别在高海拔地区和内地进行了火灾的燃烧试验,测得了不同尺寸油盘火源试样的燃烧时间和热释放速率,通过对比试验结果分析得到:高海拔地区火灾燃烧热释放速率相比内地较小,但是燃烧时间远比内地长,燃烧的火焰高度更高。     

低压环境下航空电缆点燃性能及烟气特性

分别在海拔4290 m的高高原航空安全实验室与海拔470 m的民机火灾科学与安全工程重点实验室开展了FXL型航空电缆低压与常压条件下的燃烧实验.测量电缆的燃点、点燃时间、烟密度、CO、CO2、O2和氧指数及质量损失速率的变化规律,分析了低压环境对FXL电缆护套层和绝缘层燃烧特性的影响.实验结果显示,低压下的点燃温度和时间均大于常压,其次,低压环境导致电缆不完全燃烧且化学反应不充分所以烟密度小,而且航空电缆材料的发烟量比较大,因此飞机舱内发生电缆火灾,需在60 s左右及时扑灭;再者,低压环境中燃烧的质量损失速率更小,而且受氧浓度的影响力更小;此外,低压下燃烧时间更短,而且氧浓度更低.研究结果揭示了低压环境下飞机电缆燃烧特性,可为预防飞机电缆火灾、增强航空电缆安全性能提供参考.     

火灾中的木耳燃烧特性

对湖南衡阳“11．3”特大火灾事故的重要可燃物木耳，进行了小尺寸和全尺寸实验．采用两种最常见的点燃方式，即外部辐射着火和内部受热着火，点燃木耳，以便多角度研究其燃烧特性．外部辐射着火的方式采用符合ISO5660标准的小型锥形量热计来实现，测量其热释放速率及质量损失速率．实验表明，在相同的外部辐射功率下，粉状木耳比原状木耳更易点燃，而且，木耳的点燃辐射功率存在一个临界值．同时，木耳的质量损失速率不是影响其热释放速率的惟一因素．内部受热着火的方式采用符合ISO9705标准的全尺寸多功能热释放速率实验台来实现，测量包括热释放速率、质量损失速率、房间内温度场、组分浓度等多个物性参数．质量损失速率、各点温度以及产物一氧化碳浓度变化曲线均与热释放速率曲线的变化趋势保持一致．     

不同外部辐射热流下小尺寸原木燃烧特性实验研究

木材因其优异的隔热性能、力学强度和观赏价值而被广泛应用于建材、家具和工艺品中。作为一种可燃材料，木材的燃烧过程会经历热解、点燃、炭化与开裂。目前对于木材燃烧特性的研究，样本通常选用均质的人造板材或避开缺陷的原木。但实际情况下，不同树种结构各异，制备而成的原木板表面的纹理分布不均匀，同时原木中还存在木节等结构缺陷，这些因素都可能影响原木板材的燃烧过程。该文在火焰蔓延量热仪下开展小尺寸原木板材燃烧实验，使用3种树种（辐射松、白松、杉木）的原木，比较了不同外部辐射热流下原木的燃烧特性，获得了不同树种的典型燃烧行为、热释放速率曲线和点燃特性。结果表明，不同树种、不同纹理、结构缺陷（木节）会影响原木的燃烧行为。随着外部辐射热流的增加，原木的点燃时间缩短，热释放速率峰值增加。在该文实验工况范围内，外部辐射热流15 kW/m²时原木点燃时间的重复性差异最大约35%,高于均质人造板材，体现了原木结构非均质性对其燃烧特性的影响，但这一差异随外部辐射热流的增加而减小。对于同一树种，疏、密纹理样本的燃烧特性存在差异，辐射松疏、密纹理原木点燃时间差值最大可达500 s以上，且平行于纹理方...     

沥青热稳定性与燃烧特性的量化评价

采用恒温加热试验、氧指数试验和锥形量热试验,对比分析了基质沥青和橡胶沥青的质量损失、氧指数、热释放速率(HRR)、总释放热(THR)和质量损失速率(MLR),用以精确量化评价沥青的热稳定性和燃烧特性.试验结果表明：橡胶沥青在相同温度下的质量损失、氧指数值、HRR峰值、THR峰值、MLR峰值及其质量损失速率随温度升高而增加的变化值均高于基质沥青;橡胶沥青热稳定性和燃烧特性劣于基质沥青;对比3种试验方案,锥形量热试验评价参数较多,结果更为可靠,建议采用锥形量热法评价沥青热稳定性与燃烧特性.     

膨胀型阻燃PC/ABS合金材料燃烧性能研究

利用锥形量热仪进行实验,对比分析不同配方比下膨胀型阻燃PC /ABS合金材料的点燃时间(TTI)、热释放速率(HRR)、质量损失速率(MLR)、火灾危险性指数 (PkHRR/TTI)等燃烧参数,进而全面了解不同配方比下材料的燃烧性能以及阻燃效果.在实验基础上对含不同比例的聚磷酸铵(APP)与三聚氰胺(MA)的膨胀型阻燃剂不同阻燃机理进行讨论.     

油品扬沸火灾特征参量实验研究

大型储油罐区内发生扬沸火灾时危害巨大,其危害程度与扬沸火灾时油品的燃烧特征参量有密切的关系.建立了小型扬沸火灾模拟实验台和数据采集系统,对混合原油和混合油品(煤油与机油)两种油品,在不同直径的小尺度油罐内,扬沸发生前后燃烧速率(线性燃烧速率和质量燃烧速率)、热释放速率、火焰温度、火焰热辐射和高度的变化规律进行了实验研究.发现这些特征参量在扬沸前后都发生了突变,其中扬沸阶段的燃烧速度、热释放速率和火焰辐射为平均值的几倍甚至几十倍.在对这些特征参量的突变进行定性和定量分析的基础上对引起突变的原因进行了分析,可为防控全尺度油罐扬沸火灾的危害提供参考依据.     

环境压力对飞机舱内典型乘客衣物燃烧特性的影响

为了更好地进行民用飞机飞行中火灾早期探测和防治,选取典型乘客衣物作为实验试样,在四川广汉（96 kPa）和康定机场（61 kPa）进行燃烧对比实验。测量试样的质量损失、火焰形态、烟密度及烟气成分并计算其变化率,以研究不同环境压力对典型乘客衣物燃烧特性的影响。结果表明：61 kPa下衣物试样的质量损失比等于96 kPa;火焰高度随着压力的减小而增大,蓝色火焰在61 kPa下占火焰高度的比例大于96 kPa;61kpa下的烟气密度变化率要先于96 kPa达到峰值,但其在整个过程中的变化趋势基本相同。61 kPa下乘客衣物燃烧产生CO和CO2的变化趋势与96 kPa下相比有明显的差异。研究发现,压力对衣物材料在不同场景下的燃烧具有显著的影响。     

典型阻燃材料火灾毒性烟气释放规律研究进展

对可燃材料进行阻燃处理,可以在一定程度上提高材料抵抗被引燃和火焰蔓延的能力,降低热释放速率和总热释放量,减小材料在火灾条件下的热危害。但是对材料进行阻燃处理并不是万全之策,在较高的热辐射或环境温度下,阻燃材料仍然能够发生燃烧,同时由于阻燃剂的填加,会引入一些毒性元素,加之阻燃剂的燃烧抑制作用和燃烧时环境氧浓度相对较低,使材料燃烧不完全,因此阻燃材料燃烧时毒性气体的产量可能比非阻燃材料高,给火灾中未能及时疏散的人员带来更大的生命危险。本文综合分析了常见材料的阻燃技术及应用领域,综述了阻燃材料火灾烟气毒性的相关研究,并在此基础上提出了典型阻燃材料火灾毒性烟气释放规律研究方面存在的有待进一步研究的问题和可行的方法。以期为科学、全面的评价材料的火灾危险性提供研究参考。     

矿用胶带火灾燃烧特性预测模型

胶带火灾热释放率是矿井胶带火灾危险性大小的重要参数之一,准确预测其大小对胶带火灾预防具有重要意义.采用锥形量热仪测试空白胶带和运煤胶带,得到热释放率、CO_2浓度、CO浓度及产烟率等燃烧参数,并分析了胶带的燃烧性能.结合实验数据,建立基于随机森林模型(RF)的胶带火灾热释放率的预测方法.为了验证随机森林方法的准确性和可靠性,计算平均绝对误差(MAE)、平均绝对百分误差(MAPE)、根均方误差(RMSE)和确定系数(R~2).实验结果表明:从胶带燃烧测试实验可以看出空白胶带的点燃时间远小于运煤胶带的点燃时间,且根据胶带的热释放率、残余物质量和生成的CO_2浓度来看,相比空白胶带,运煤胶带并不利于燃烧.预测结果表明:随机森林模型的预测结果为MAE0.260 9 kW/m~2,MAPE0.007%,RMSE0.493 3,R~2=0.999 8,表明该模型具有较高的预测精度、较强的泛化能力和良好的鲁棒性,能准确地预测胶带的热释放率,在预测性能指标都达到了较好的效果.     

基于组合赋权灰色关联法的木质板材火灾危险性研究

为探究木质板材火灾危险性综合评价,选用6种常用木质板材(杉木板、松木板、榆木板、密度板、胶合板、刨花板),采用锥形量热仪与火蔓延试验平台测试6种板材的燃烧行为。将测得的燃烧反应特性参数分为燃烧特性、生烟特性、一般烟气毒性与火焰蔓延特性4种指标因素,以构建木质板材火灾危险性综合评价指标体系,并提出一种基于博弈法组合赋权的改进灰色关联法,与火灾增长速率指数评价法进行对比,发现火灾增长速率指数评价法主要反映热释放速率快速增长阶段的热危险性,而改进灰色关联法在评价各指标因素上更全面。结果表明：组合赋权的改进灰色关联法能有效评价各指标因素对木质板材火灾危险性的影响,最终得到6种木质板材火灾危险性由小到大为：榆木板(0.674 8)>松木板(0.663 4)>刨花板(0.655 6)>杉木板(0.650 5)>密度板(0.637 7)>胶合板(0.633 0)。组合赋权的改进灰色关联法在评价材料火灾危险性时可以更科学、更全面地反映整个受火过程中的火灾危险性大小,是一种评价结果可信度高的思路。     

交流电场对高压下甲烷/空气预混稀燃火焰的影响

为了改善天然气燃烧速率慢、稀燃条件下着火延迟以及火焰稳定性差等不足,在常温、初始压力为3×97kPa下,研究分析了定容燃烧弹中低频交流电场对甲烷/空气预混稀燃火焰形状、火焰传播速度、燃烧压力相关特性参数等的影响。结果表明:与未加载交流电压相比,加载10~100Hz交流电压的火焰在水平方向均发生拉伸变形,电压频率越小,拉伸变形越明显,在15 Hz附近时变化最明显;加载电压后火焰传播速度增大,且随电压频率的减小先增大后减小,在接近15 Hz时最大;交流电场作用下燃烧压力峰值增大,压力峰值到达时间、初始燃烧期和主燃烧期均缩短;随着电压频率的减小,燃烧压力峰值与火焰传播速度变化相一致,而压力峰值到达时间的变化则相反,但均在15Hz附近其绝对值出现最大值,比未加载电压时分别增加了19.90%、-42.23%。     

细水雾作用下固体PMMA燃烧特性的实验研究

利用三维激光粒子动态分析仪对细水雾喷嘴的雾场特性进行了测量,选择固体PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)作为典型燃料研究细水雾与聚合物火焰的相互作用过程,重点考察细水雾抑制熄灭PMMA火的机理以及细水雾对PMMA燃烧特性的影响.结果表明,在细水雾扑灭PMMA火的不同阶段,主导灭火机理不同.在火焰抑制初期,火焰冷却与氧气稀释起主导灭火作用;但火焰完全被熄灭,依赖于细水雾对燃料表面的有效冷却.细水雾可以有效降低PMMA火的热释放速率与组分生成速率,但氧浓度的降低会使燃烧变得更加不充分,有毒产物的生成比例提高.细水雾对烟气也具有显著的洗涤与冲刷作用,不仅提高了火场的能见度,还能吸附与溶解有毒产物,促使烟颗粒凝聚,从而降低聚合物火灾烟气的危害性.     

双电极点火时间间隔对天然气-空气预混合气层流燃烧的影响

在定容燃烧弹中对天然气-空气预混合气双电极点火进行了研究,分析了双电极在不同空燃比和预混压力下的4种点火时间间隔对混合气燃烧特性的影响。结果表明:增加点火时间间隔可以促进燃烧,加速火焰传播,使容弹内燃烧压力峰值、已燃区工质温度峰值略有上升,瞬时放热率峰值升高,各峰值位置提前,火焰发展期和快速燃烧期缩短,在稀薄燃烧或预混压力较小等不稳定着火、燃烧的情况下这种规律更显著,点火间隔为2ms时各参数变化最为明显;点火间隔为2ms,过量空气系数λ为1.3、预混压力为100kPa和λ为1.0、预混压力为40kPa时,双电极间隔点火的压力峰值出现时间比同时点火分别提前了45ms和12ms,温度峰值出现时间分别提前了39.8ms和11.8ms,瞬时放热率峰值分别增加了33.3%和71.2%,且峰值出现时间分别提前了32.3ms和19.8ms,火焰发展期分别缩短了14.6ms和12ms,快速燃烧期分别缩短了16.6ms和9.8ms。     

POSS/PS复合材料的结构与燃烧性能

以离子型八（四甲基铵）笼形倍半硅氧烷（OctaTMA_POSS）作为聚苯乙烯（PS）的添加剂制备POSS／PS复合材料．结果表明；20％和30％的POSS添加量可使其在PS中形成纳米纤维并呈网状分布，使复合材料的热释放速率峰值分别降低31.7％和54．6％，CO释放速率峰值分别降低55．3％和66．1％，CO浓度峰值降低66．2％和70．8％，CO2释放速率峰值分别23．8%和53．1％，CO2浓度峰值降低31．1％和62．0％．     

基于点状火源的秸秆火焰蔓延及燃烧特性

该文开展了圆柱形堆积秸秆的燃烧实验，测量并研究了不同堆积直径和堆积厚度条件下秸秆火焰发展蔓延过程、火焰结构、秸秆质量损失以及火焰温度等，推导并建立了关于质量损失速率■、无量纲火焰温度的定量模型。结果表明：秸秆燃烧过程中随着燃烧区域的扩大，火焰结构会依次出现中空的锥形火焰、分离的环形火焰以及断裂的环形火焰形态；秸秆质量损失速率呈现先增加后减少的趋势，其峰值与秸秆初始质量具有良好的线性关系，表明秸秆的初始质量越大越有助于燃烧过程的热量积累；火焰轴心温度也呈现先增大后减小的趋势，无量纲火焰温度与■具有幂函数关系，随■增加呈现不同斜率的线性下降趋势，其中z-z₀为火焰相对高度。该研究结论有助于加深对秸秆火灾发展蔓延过程的认识。