近年来,我国的粮食储备已经达到6000亿公斤,并且单库储备量逐年增大。水稻是亚洲人特别是中国人最重要的主食,水稻的安全储存是国民大计,与社会稳定和国家安全息息相关。水稻属可燃物,大量储存水稻会增加火灾隐患,一旦发生火灾将造成巨大灾害与损失。并且在储存过程中,水稻可能会发生霉变,霉变不仅会影响储存水稻的品质,还会释放热量,改变水稻自身燃烧特性,增加火灾危险性,因而研究霉变对于储存水稻火灾危险性的影响具有重要意义。在本论文中,探讨了含水量、通风情况和霉变程度对储存水稻阴燃特性的影响规律及霉变程度对储存水稻燃烧特性的影响规律,以及研究了霉变与未霉变水稻在低温加热条件下的热氧化分解特性。主要研究进展如下:1、采用小尺度阴燃实验装置研究了不同含水量(三种含水量)、霉变程度(两种霉变程度)和通风情况对于储存水稻垂直阴燃特性的影响。自然通风情况下,含水量与霉变程度对于阴燃温度场没有显著影响。强迫通风情况下,氧气会增强残炭的氧化反应从而促进阴燃,同时气流带走热量也会抑制阴燃。由于含水量为9.5%的样品受热生成的炭层十分致密,其阴燃在5L/min和7.5 L/min时不能向下传播。当通风量为5L/min时,随着含水量和霉变程度的增加,阴燃前沿传播平均速度和残炭氧化前沿传播平均速度增加;样品阴燃转化明火所需时间减少。当通风量为7.5L/min时,随着含水量的增加,阴燃前沿传播平均速度和残炭氧化前沿传播平均速度有着轻微减低,阴燃转化明火时间减少;但随着霉变程度的增加,两种速度增加,阴燃转化明火时间减少。拉曼测试和BET测试结果表明严重霉变样品的残炭更加疏松、缺陷更多并且具有较高的比表面积。由此可见,霉变会促进储存水稻阴燃及其向明火的转化,从而提高了储存水稻的火灾危险性。2、储存水稻霉变后其脂肪酸值急剧增大。通过热重分析研究了不同霉变程度水稻样品的热稳定性,结果显示随着霉变程度的增加,氮气和空气条件下的水稻样品的初始热解温度明显提前。通过锥形量热燃烧实验研究霉变对于储存水稻燃烧行为的影响。研究发现储存水稻的着火时间随着外加热辐射通量的增加而减少,同时霉变水稻可以在更低的外加辐射下被点燃;且在各热辐射通量下,随着霉变程度的增加,样品着火时间减短,火灾性能指数降低,火灾增长速率指数增高,表明储存水稻的火灾危险性随着霉变程度的提高而提高。稳态管式炉燃烧实验结果表明,在充分燃烧条件下,燃烧热与有毒烟气的释放主要受到进气量与进样速率的影响,霉变对于两者的影响较小。3、储存水稻霉变后,其碳、氢、氧、氮和硫等元素含量变化不大。差示扫描量热实验结果表明霉变样品在40-100℃范围的吸热焓值更大,意味着更多的小分子物质脱附,气相色谱-质谱联用仪分析了析出的物质主要是醇类,酯类和醛类等小分子。利用气相色谱-质谱联用和傅里叶红外光谱研究储存水稻的低温(≤200℃)氧化分解特性。随着温度的升高,霉变与未霉变水稻颗粒样品的气相热解产物种类从十几种增加到三、四十种物质,表明200℃时储存水稻淀粉、脂肪、蛋白质和木质素等大分子链发生断裂;固相产物中的主要官能团种类没有变化。随着温度的升高,羟基官能团的强度显著降低,除了因为水的析出以外,还与醇类物质被氧化成醛类和酸类物质有关;碳氢键官能团强度有着轻微的降低,表明物质分子的端基与侧基的碳氢键受到热氧化分解。霉变样品的羟基官能团强度从室温时的明显大于未霉变样品到100℃时的略大,再到150℃时的几乎一致,最终在200℃时的小于未霉变样品,这不仅说明霉变过程产生带有羟基的物质,还表明霉变加速了储存水稻的热氧化分解。