一般而言,现实生活中火灾的火源形状可以近似为三种:轴对称、矩形以及线性。例如:储罐燃烧可以视为轴对称火源,车辆着火的火源形状为矩形,输电电缆、输油管道以及森林地表火蔓延中的火焰前锋则可以抽象为线性火源。在火灾研究的过程中需要将火源形状进行简化和近似处理,前人对轴对称火源进行了大量的研究,基于规则的火源形状,其燃烧行为和对应的特征参数相对容易假设,进而分析了燃烧速率,火焰高度,中心线温度分布规律以及火焰辐射等特征参数的演化规律。然而,对于矩形火源和线性火源引起的火灾研究相对较少,火源形状和尺寸将影响火焰的空气卷吸,进而影响火焰的燃烧行为,相关特征参数演化规律也会产生不同,最终对火灾的发展过程造成不可估计的后果,危及人类的生命和财产。前人对矩形和线性火的研究主要采用甲烷、丙烷等气体燃料,分析了火焰高度和中心线温升的分布规律,而燃烧行为更为复杂的油池火还有待进一步研究,因此有必要通过不同火源形状的油池火燃烧实验,对矩形和线性火的燃烧速率、火焰形态、温度分布以及鲜有关注的火焰对外辐射等方面进行研究,将为有效预防火灾和保障人员的安全提供一定的理论基础。本文采用实验研究的方法分析矩形及线性池火燃烧行为,具体内容包括以下两个方面:首先,开展开放空间矩形池火燃烧的实验,采用正庚烷燃料,固定油池宽度为8cm,改变长宽比(n=1、2、3、4、6、8、10、12、14),揭示燃烧速率、火焰形态、温度分布以及火焰对外辐射演化特性。以单位长度的质量损失速率变化来表征方形火、矩形火至线性火的过渡情况,发现随着长宽比增加,单位长度的质量损失速率与火焰高度出现了三段式增加规律,区分出矩形与线性火的边界为n=10。基于传统的火焰高度处理方法,提出了一种二维描述方法来表示矩形火的火焰形态,将燃烧器沿长边方向(纵向)分成若干部分,得到了不同纵向位置处火焰高度的分段关系式。采用热电偶阵列的测量方法,得到火焰二维平面的温度分布规律。基于二维火焰形态的描述方法,完善了权重多点源模型以预测矩形池火对外部竖直朝向火焰目标的热辐射,并与长方体模型和点源模型的计算结果进行对比,验证了其预测精度。进一步开展线性正庚烷池火燃烧的实验,选用较大长宽比(n=8、10、12、14、20)的线性燃烧器,改变油池宽度(w=2cm、5cm、8cm),研究燃烧速率、火焰形态、辐射分布以及辐射分数的变化规律。当油池宽度一定时,质量损失速率随着长宽比的增加而增加,火焰形态呈现出相似的特征,且油池宽度为5cm的线性火出现了明显的火焰分岔现象。采用窄角辐射计的测量方法,得到了火焰辐射随火焰高度变化的规律,探讨了辐射计测量位置以及长宽比的改变对辐射分布规律的影响,进而运用权重多点源模型预测了线性正庚烷池火的辐射分数,得到了辐射分数随长宽比变化的规律,同时针对分岔现象明显的线性火提出了一种多圆柱体火焰模型的辐射计算方法。