热塑性装饰材料大尺度火灾实验研究

选择目前市场上最常见的热塑性装饰材料PP,PE,PS,PMMA和PVC,借助ISO9705全尺寸多功能热释放速率实验台对其火灾特性进行研究．研究发现,热塑性材料存在固体表面燃烧（PMMA和PVC）与流动燃烧（PP,PE和PS）2种燃烧形式,其中固体表面燃烧受壁面火蔓延控制,流动燃烧受油池火控制;通过对热解机理的探讨发现热解机理是控制材料燃烧形式的主要因素;通过材料流动能力、油池火发展和热释放速率的比较发现,流动能力对流动燃烧的影响非常大,材料流动能力越好越不利于油池火的形成与发展,所能达到的火灾规模越小．     

正向风作用下的对开口腔室火灾行为

为了系统揭示正向风作用下对开口腔室火灾行为的演化机理,该文建立了更符合实际的腔室火灾场景,开展了相应的数值模拟和理论分析,研究了正向风风速对迎风侧、背风侧的火溢流行为、腔室内部温度以及腔室气体流动方式的影响。结果表明：随着风速的增加,通风控制下腔室迎风侧的火溢流会逐渐消失。之后,背风侧的火溢流也会逐渐消失。火溢流发生的临界判据为全局当量比等于0.645。当全局当量比小于等于0.645时,燃烧只发生在腔室内部;当全局当量比大于0.645时,腔室外部开始出现火溢流。在燃料控制状态下,腔室内部的平均温度随着风速的增大不断降低。结合腔室内外的能量守恒方程,通过量纲分析,建立了正向风作用下燃料控制状态腔室内平均温升模型。基于迎风侧和背风侧与腔室内的压差,建立了腔室气体由双向流动转化为单向流动的临界风速表达式。当风速小于临界风速时,腔室两侧开口气流存在双向流动;当风速大于等于临界风速时,腔室两侧开口气流为单向流动。     

室内沙发火灾中CO2和CO气体全尺寸实验模拟

为分析室内家具引起火灾热量、烟气对人造成的危害,在2.4m×2.4m×3.6m的ISO9705标准燃烧间内,对单人沙发进行全尺寸火灾实验模拟,通过测量沙发燃烧产生的热释放速率、CO2和CO有害气体的生成量和产生速率等相关的室内火灾动力学参数,研究沙发燃烧过程中的热释放速率和产生烟气中CO2和CO特性,以及它们之间的相互关系。研究结果为火灾安全性能化设计和计算机模拟提供可靠的实验依据。     

船舶机舱油料火灾的发展过程研究

在分析船舶机舱火灾危险性的基础上，研究了船舶机舱油蒸气火、喷射火和油池火在不同场景中可能形成的各种火灾类型．通过给出热释放速率、燃烧持续时间和油池火蔓延速度等关键参数的计算方法，详细描述了其发展过程．实际算例的结果表明这种方法可以较好地描述机舱油料火灾的发展过程．     

隧道列车火灾玻璃破裂开口火溢流行为特性研究

在高速铁路长大隧道中,列车车厢内部着火后,车窗玻璃可能被击碎或受热变形,并破裂脱落形成新的通风口,产生由该通风口向隧道内蔓延的开口火溢流,从而扩大火灾规模,造成更大灾害.文中对该类开口火溢流的卷吸行为及燃烧特性进行了研究,揭示了车厢内部烟气温度的纵向衰减规律;利用能量平衡方程及自然对流换热和辐射换热公式,提出了车厢内、...     

背板对聚甲基丙烯酸甲酯向下火蔓延的影响

聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)是主要的建筑装饰材料之一,一旦被点燃可能会导致严重的火灾事故。目前针对背板对PMMA向下火蔓延影响的实验研究较少。该文利用自主设计搭建的实验装置研究了背板对2mm和5mm厚PMMA向下火蔓延的影响。实验结果表明：背板对固体可燃物向下火蔓延存在抑制作用,具体表现为更大的热解前缘角度及更小的平均火焰高度、质量损失速率和火蔓延速率,该抑制作用在2mm厚度PMMA上更加明显。基于有无背板工况下的传热模型,结合燃烧稳定阶段样品热解区域形态参数,对质量损失速率及接收总热量反馈预测值大小进行对比,发现背板的存在会导致样品接收总热量反馈减少,进而导致更小的质量损失速率和火蔓延速率。     

通风对学生宿舍火灾影响数值分析

为研究通风对高校宿舍火灾的影响,采用NIST公布的大涡模拟程序,对典型高校宿舍火灾进行了数值模拟,并对门上方有无通风口时的高位燃烧和低位燃烧进行了分析。结果表明通风口可以促使火灾更加猛烈的发展,室内热释放速率增大、温度增高。在烟气层高度缓慢下降阶段,门上方通风口可以排除一部分烟气,烟气层高度相对较高。虽然低位燃烧的火灾发展速率滞后于高位燃烧,但两种情况下的烟气层高度下降时刻是一致的。     

金属面EPS夹芯板燃烧性能及防火对策研究

本文利用全尺寸多功能释热速率实验装置、热电偶采集有关不同处理方法的EPS夹芯板燃烧的热释放速率的数据并进行分析,得知EPS夹芯板应该用彩钢板覆盖,在板材连接处,应该用铆钉加固和添加防火分隔,为制定防火对策提供了理论基础,同时也为今后的火灾危险源辨识、火灾模拟计算提供了数据基础。     

常用PVC桌面装饰材料燃烧热释放速率实验

 火灾中,各类装饰材料成为助燃物引发更大灾情,其燃烧后释放的有毒烟气也是造成人员伤亡的主要原因.本实验基于标准ISO 9705 小尺寸热释放速率实验台,利用耗氧原理分别测量厚度为1、2 和3 mm 的聚氯乙烯(PVC)桌面装饰材料试样的热释放速率,分析燃烧特性.实验结果显示,边长为30 cm 的矩形试样能被2 mL 的正庚烷引燃,燃烧的最高温度大于800℃;不同试样的热释放速率最大值随着厚度的增加而减少,分别为5.82、4.41 和2.83 kW/s,但是热释放速率总值呈递增趋势;随着试样厚度的增加,引燃的时间推迟,即引燃的难度增大;材料燃烧过程中释放大量黑烟和刺鼻的气味.     

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。     

面料及填料对软垫家具火灾特性影响研究

为了分析不同类型面料及填料对软垫家具火灾特性的影响,在ISO 9705标准小室(3.6 m×2.4 m×2.4 m)内对不同面料和填料的软垫家具进行了全尺寸火灾模拟实验.实验中采用的样品为具有相同外形、尺寸、框架的软垫家具,测量了热释放速率、CO和CO2的生成量、CO生成率等相关的火灾动力学参数,给出了CO/CO2的质量比值、CO的生成率、热释放速率三者之间的关系.研究结果表明:填料在软垫家具火灾中是燃烧的主体,但它对软垫家具火灾特性影响比面料小.     

古建筑性能化防火设计中火灾场景的设置

针对中国目前尚无古建筑的防火规范,提出了古建筑火灾场景设置中应注意的问题,特别是火灾蔓延问题。结合某古建筑的性能化设计,探讨了场景设置的原则和步骤,提出了火灾场景设计的完整步骤应包括:起火点位置的设定、热释放速率的确定和火灾蔓延特性分析。并着重分析了火灾的蔓延性,提出了古建筑火灾蔓延的2种途径。     

弹性薄膜—基底结构界面裂纹的能量释放率

为研究弹性薄膜与基底交界面的薄膜裂纹问题,基于Beuth理论,将薄膜—基底结构的三维模型简化为平面应变模型,利用有限元分析程序计算薄膜裂纹断裂能量释放率Gs,并分析薄膜与基底的弹性错配及厚度比率对Gs的影响。结果表明：β=α/4时,Gs的幅值随着α（-1〈α〈1）的增大而增大。当α为负值时,Gs具有稳定性;反之,Gs具有不稳定性。Gs随着薄膜厚度的增加而增加,当hs/hf〉2时,其变化较小。该研究为工程实践提供了理论参考。     

受限空间内小尺度油池火行为实验

为分析受限空间内燃油火灾特性,通过设计并搭建受限空间小尺度油池火行为实验平台,选择三种典型液体燃料(正庚烷、环己烷、航空煤油)开展燃烧试验,测量并分析火焰温度、烟气温度及燃料燃烧生成的烟气成分浓度等变化规律.结果 表明:油池火最高温度超过700℃,烟气温度变化曲线满足高斯分布;由温度变化曲线将燃烧分为发展—稳定—熄灭3个阶段,发展期占比均接近9.8％,且温度变化率最高达到22.0℃/s;在253 s左右,三种燃料燃烧过程中O2、CO2与CO浓度变化曲线到达最高点;在熄灭期,三种燃料火焰温度变化曲线满足反比例函数分布.可见,结合火羽流温度以及烟气成分浓度变化可判断火灾处于何种阶段以及燃烧物种类,从而为提高火灾预警准确率提供数据支撑.     

改进点源法在火灾热辐射计算中的应用

为了对火灾热辐射进行较为准确的计算,借鉴CFD计算理论,对热辐射点源模型进行改进,根据火焰宽度、燃烧速率相同的原则,对火焰进行“离散”,对控制点的数量进行分析,并试验验证改进点源模型的精确性.结果表明:改进点源模型实现了火灾热辐射的快速计算且精度较高,当火焰高度上点源个数为71时,点源个数的增加对计算结果的改善不明显;...     

初始线性火源的秸秆火焰蔓延及燃烧特性实验

秸秆是引起山火的常见典型可燃物之一。为了有效预防由秸秆火灾引起的大规模山火,有必要对秸秆燃烧过程进行深入研究。文章开展了直径为1 m、宽度从10 cm到60 cm的初始线性火源的秸秆燃烧实验。对比分析了不同工况下的火焰蔓延扩散过程,并对秸秆的质量损失速率、火焰温度等燃烧特性进行了分析。结果表明：秸秆燃烧过程呈现匀速蔓延的特点,蔓延速率与秸秆宽度成正相关关系;火焰前锋在宽度较窄时呈现凹形形状,在宽度较宽时呈现凸形形状。建立了秸秆的质量损失速率与火焰前锋横纵比的定量模型;火焰温度呈现“快速升高-缓慢降低”的趋势,秸秆表面温度超过500 ℃。研究结论有助于评估由秸秆燃烧造成的火灾危险程度。     

Numerical simulation of fire development in a single compartment based on cone calorimeter experiments

The burning characteristics of several kinds of wood and polyurethane materials have been studied using cone calorimeter (CONE2A). A new and simple ignition criterion, heat release rate model and mass loss rate model are proposed based on experiments. Combined with these models, the zone-model of fire can be used to predict fire development in a single compartment according to the species of combustibles, their quantities and distribution. Calculated results show that this method is simple and feasible.     

Effects of sample width on flame spread over horizontal charring solid surfaces on a plateau

Experiments were conducted on the Tibetan Plateau to investigate the effects of sample width (W) on flame spread over horizontal charring solid surfaces. The results show that the rate of spread is influenced by the combined effects of convection heat transfer and flame radiation. Moreover, two different regimes depending on sample width were found in flame spread behavior. The rate of spread decreased with width in the convective regime (W≤3 cm) but increased in the radiative regime (W>3 cm). Similar results were observed in comparative experiments conducted on a plain in Hefei, with the rate of spread reaching its minimum value at W=4 cm rather than 3 cm.     

基于组态技术的开放性实验设计

工业控制组态技术集成了计算机的软、硬件技术，使得工业自动化过程完全可视化，及具透明性.组态技术为自动化工程人员提供了快速系统集成的操作平台，因而组态技术日益成为自动化应用技术的热点问题.本文介绍一种基于组态技术的开放性实验系统,并以测速电机特性测试为例，分析了组态技术的应用设计，目的在于推动工业控制组态技术的应用以及加快实验教学的改革工作，同时此设计本身也具有一定的推广应用价值.     

单拱大断面偏压隧道衬砌模型试验分析

模型试验方法分析大断面隧道衬砌结构的受力特性是一种比较实用的方法.以单拱四车道隧道为依托,按弹性阶段相似原则进行偏压条件下单孔大断面隧道衬砌破坏的室内模型试验,研究不同围岩条件下,隧道衬砌的破坏机制.试验通过千斤项加载的方式,模拟偏压条件下,不同围岩级别条件下的隧道衬砌的破坏行为,得到隧道模型的围岩及衬砌之间的接触压力...