引火源能量及位置对固体可燃物着火特性影响的实验研究

来源 :中国科学技术大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zxcasd456
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
作为固体可燃物燃烧过程的早期阶段,热解及着火直接影响随后的火焰蔓延和火势发展过程。因此,研究固体可燃物的热解和着火特性对于预防火灾的发生和控制火势的发展有着至关重要的作用。由于有引火源存在时着火更容易发生,而实际生活中又很难避免引火源的存在,所以研究有引火源情况下的固体可燃物热解及着火过程显得更为重要。   固体可燃物的引燃着火耦合了固相热解和气相着火两个部分,包含了复杂的化学反应动力学和物理传热传质过程。固体可燃物在热辐射作用下分解产生可燃性热解气体和固体残留物,热解气体与周围空气混合形成可燃性预混气体,当引火源附近的可燃性预混气体浓度达到着火的临界条件时,就会产生初始火焰并在合适的条件下扩散到固体材料表面形成火焰燃烧。在这个过程中,引火源为可燃性预混气体提供引燃的局部能量,而引火源自身的能量大小及位置将直接对固体可燃物的气相着火产生影响。国内外学者从实验和理论两方面大量研究了有引火源条件下固体可燃物的热解和着火特性,但关注引火源自身对结果影响的仍然很少,而且前人研究中还曾出现过因引火源位置不同而带来的矛盾性结论,因此,研究引火源对着火过程的影响对深入了解气相着火和分析实验结果差异具有着重要意义。   本文以电火花作为引火源,分别针对引火源的能量和位置展开实验研究。在合肥、西宁和拉萨三地分别研究了引火源能量对木材着火特性的影响,发现:在不同海拔高度地区,随着引火源能量的增大,着火时间逐渐缩短,着火时刻质量流率逐渐减小,临界热流变小。只是这一趋势在低海拔地区即环境压力较高时表现得更为明显,这主要是因为在高海拔地区,环境压力较小,固体可燃物内部与外界的压力梯度较大,有利于热解气体的释放,达到着火所需的可燃下限更容易。   关于引火源位置对固体可燃物着火特性的影响,本文在多种工况下进行了系统而全面的实验。通过对PMMA水平放置和垂直放置、引火源在多个方向变化的实验研究发现:样件水平放置、引火源位置垂直变化时,着火时间随引火源位置的升高线性增长,着火时刻质量流率则随着引火源高度的升高先减小后增大,即存在使着火时刻质量流率最小的引火源位置,在实验的辐射热流范围内测得这一最小值约为2.4g/m2s;样件垂直放置、引火源位置在垂直方向变化时,最短的着火时间出现在引火源位于样件上边缘时,引火源位置与辐射热流和固体边界共同影响着火时间,在小热流下,引火源在垂直方向高度的变化对着火时间的影响表现得更为明显,此时测得着火时刻质量流率的最小值约为4.3g/m2s;样件垂直放置、引火源位置在水平方向变化时,着火时间随距样件水平距离的增大而增加,这一现象可用热解气体浓度梯度的差异进行解释。着火时间与水平距离的关系可以拟合成二次曲线,实验获得了无法引燃固体可燃物的水平距离,这一距离随着辐射热流的增加而增大;值得注意的是着火时刻质量流率在样件垂直放置时测得的最小值几乎比样件水平放置时测得的最大值还要大。这意味着实验中样件垂直放置时获得的着火时刻质量流率值更大。
其他文献
在全球经济高速增长的大环境下,居民生活水平的提高促进了汽车产量与保有量的增长,然而经济高速的发展必然也带来了诸多的问题,如:环境污染、能源短缺问题,它们将迫使汽车行
发动机的振动是车辆内振动的主要来源之一。如何有效地隔离发动机的振动向车架和车身的传递,是汽车设计的一个关键问题。发动机悬置是隔离发动机的振动向车辆传递的关键部件
随着社会的进步和生产的发展,人类社会对石油资源的需求日益增多。面对陆上石油开采殆尽的局面,人类加快了对海洋石油资源的开采,海洋平台是进行海洋石油开采的主要设备。高
根据目前对井下安全阀性能检测试验的相关要求,本文设计了一套由计算机与可编程逻辑控制器联合控制的试验系统,本系统对提高井下安全阀试验检测的精度、效率和自动化水平具有
激光直接沉积技术(LMD:laser direct metal deposition)是一种新型的基于激光熔覆技术发展而来的填料加工快速制造技术。本文以电气化铁路受电弓滑板材料为研究对象,通过建立
通过对卷烟吸阻、通风率的原理分析找出相关的影响因子,结合大量丰富的不同规格和原辅料特性的卷烟数据,利用多元自适应回归样条(MARS)方法建立了卷烟吸阻、通风预测模型.结
在城镇化飞速发展的今天,燃气对整个城镇的发展起着非常重要作用,燃气的引入对人们的生活带来了很大的改善与便利.然而,在居民用户燃气设计过程中却存在着许多问题,本文就晋
牙齿优异的耐磨性能与其微观结构密切相关,有必要开展与牙齿相关的摩擦学研究。本论文利用纳米划痕仪的球形金刚石针尖试验研究了人牙牙釉质的微观摩擦学性能。试验前,将人体
在工业生产和制造中,存在着大多的几何零件都包含圆形部分,而该圆形部分的圆度误差的大小直接影响着零件的配合精度,而随着航空、航天等行业的发展对圆形工件的精度要求逐渐提高
城乡规划在推进过程中经历了不同的阶段,当前进入了将大数据和智慧城市技术作为主要手段的新时期,并且在运用过程中逐渐获得了比较广泛的认可.在此情况下,能够获得更丰富的信