煤堆水平阴燃传播特性试验研究

为探索封闭火区阴燃煤堆的温度分布及其变化过程,开展煤堆水平阴燃传播特性试验研究。结果表明:前向阴燃燃烧过程中存在70~80℃区间内的温度平台现象,反向阴燃燃烧过程中不存在这种平台现象。反向阴燃的最高温度远高于前向阴燃。水平前向阴燃中,热解前沿与氧化前沿在初始阶段未发生明显分离,在一定时间后会逐渐分开。在水平反向阴燃中,热解前沿与氧化前沿从点燃开始即发生明显分离。     

纤维质燃料正向阴燃传播的数值分析

根据多孔固体燃料3步反应动力学机理,建立了2D非稳态纤维质材料水平填充床正向阴燃的数学模型。阴燃的化学动力过程包括燃料吸热热解、燃料放热氧化及焦炭的放热氧化3个过程。该模型既考虑了固-气之间的热交换,也考虑到了气体在多孔介质内的扩散系数的变化。辐射换热采用扩散近似的方式在模型中予以考虑。应用该模型,数值模拟了来流速度对阴燃速度及平均最高温度的影响,结果表明:阴燃传播速度与来流速度基本上呈线性关系,来流速度对阴燃最高温度影响不大。同时也模拟了燃料阴燃温度分布、燃烧过程中气体组分(O2,CO,CO2,H2O)及固体成分(燃料、焦炭和灰分)的变化过程。数值计算阴燃速度与实验速度基本吻合。     

烟叶的燃烧和着火特性的研究

用锥型量热计研究了三种烟叶在暴露于不同辐射热通量下的燃烧特性。实验结果表明,在较低的辐射热通量下,烟叶的燃烧过程主要是以阴燃为主,;在较高的热通量下,烟叶先发生着火燃烧,再转为阴燃。     

有一种燃烧叫阴燃

<正>没有火焰的缓慢燃烧现象称为阴燃。很多固体物质,如纸张、锯末、橡胶、海绵以及某些多孔热固性塑料等,都可能发生阴燃,特别是当它们堆积起来的时候。阴燃是固体燃烧的一种形式,是无可见光的缓慢燃烧,通常会产生烟和温度上升等现象。发生阴燃的内部条件是,可燃物必须是受热分解后能产生刚性结构的多孔的固体物质。例如,柔性泡沫材料如果在高温条件下产生刚性很强的碳就会容易发生阴燃。发生阴燃的外部条件是有适合供热强度的     

阴燃过程及其传播机理的分析与研究

本文对阴燃的两种模型－一维模型和多维模型,进行了深入研究。通过单向（正向和反向传播）一维模型和几种复杂多维模型的研究,详尽分析了维持阴燃的条件及影响阴燃传播的主要因素,并探讨了阴燃向有燃燃烧转变的条件。     

核电站浸渍活性炭阴燃蔓延特性的实验研究

碘吸附器内的核级浸渍活性炭是核电站主要火灾荷载之一,首先通过热重实验与分析,确定了核级浸渍活性炭阴燃前锋温度为350℃,获得了活化能为48.6 kJ/mol。继而基于自主设计的圆柱型活性炭填充床阴燃模拟实验台,在无强迫气流条件下,针对上表面中心引燃条件下的核级浸渍活性炭横向与纵向阴燃蔓延特性进行了实验研究。填充床径向截面温度场重构结果表明,核级浸渍活性炭在高温点热源作用下,易形成快速发展的阴燃蔓延燃烧过程。其中,横向蔓延燃烧速度达3.6 mm/min,明显快于纵向蔓延速度的0.5 mm/min。此外,内部温度场动态演化过程表明,浸渍活性炭向下蔓延燃烧过程中,将在其中部区域形成不断扩大的高温燃烧区,局部温度高于700℃,而此时其上表面温度却相对降低,易掩盖内部的危险区域。     

棉花阴燃和明火燃烧特性的对比研究

利用锥形量热仪,选取不同辐射强度,分别在使用和不使用点火器条件下,对棉花进行了热辐射引燃实验,发现在热辐射强度大于6kW/m2的情况下,使用点火器时棉花发生明火燃烧,不使用点火器时棉花发生阴燃燃烧。实验分别测得了在两种燃烧形式下的引燃时间、热释放速率、质量损失速率一氧化碳生成率,结果表明:无论是发生阴燃还是明火燃烧,引燃时间均随着辐射强度的增加而减小,且引燃时间平方根的倒数与辐射强度成线性关系;热释放速率、质量损失速率的峰值和平均值均随辐射强度的增加而增加,但在同一辐射强度下,明火燃烧的峰值和均值均比阴燃燃烧时的大;明火燃烧的一氧化碳平均生成率随着辐射强度的增加而减小,阴燃燃烧的一氧化碳平均生成率随着辐射强度的增加而增加。     

棉布厚度对辐射式电暖器引燃能力影响研究

实验研究了棉布厚度对辐射式电暖器的引燃能力影响情况。实验用电暖器上加热管向外辐射热通量占电器功率之间的比例(辐射率η值)为65%。辐射式电暖器可以使棉布发生阴燃燃烧,当单面工作功率为400 W的电暖器紧贴棉布且全过程全覆盖的前提下棉布阴燃的临界厚度在0.18 mm～0.48 mm之间,当棉布厚度超过0.48 mm时将发生阴燃,但薄棉布通常难以直接发生有焰燃烧。对于用棉布开始阴燃时间表征的电暖器引燃能力,随着棉布厚度的增大,电暖器对棉布的引燃能力将减弱。     

堆积密度对秸秆燃烧及蔓延特性实验研究

秸秆燃烧是造成森林火灾的重要原因之一,不仅会造成严重的空气污染,还会严重威胁人们的生命及财产安全。文章对秸秆燃烧过程中火焰火蔓延过程、质量损失速率、火焰高度进行了测量和分析。结果表明,秸秆燃烧蔓延过程可分为中心燃烧阶段、聚拢环火阶段、分离环火阶段和熄灭阶段。质量损失速率整体呈现“增加-峰值-下降”的趋势,且堆积密度与质量损失速率峰值呈现线性关系。秸秆阴燃时间随着堆积密度增大而增大,堆积密度与阴燃时间呈现二次函数关系。火焰高度变化趋势与秸秆质量损失速率变化趋势相同,火焰高度随着堆积密度增加而减小。     

灾害燃烧及特点

灾害燃烧是失控状态下的燃烧过程。多年来燃烧科学研究的成果,是灾害燃烧理论的基础,灾害燃烧除了具有燃烧学的特点外,还存在着自己的特有规律。灾害燃烧具有一般灾害学的特点,存在着确定性与随机性的双重性规律。灾害燃烧过程中特有的现象包括阴燃过程与辐射引燃,这两个过程在现代燃烧设备中是不存在的。本文介绍了灾害燃烧的特点,分析了灾害燃烧与现代燃烧设备燃烧过程的差异,提出了灾害燃烧的研究方向。     

固体可燃物易点燃性标准的探讨

可燃性固体的引燃和熄灭与辐射到其表面的临界热能量和产生挥发分所必需的表面温度有关。探讨固体可燃物易点燃性标准,燃怀标准,对防火和灭火在理论上有一定的指导意义。本文在理论分析的基础上,提出了一种用固体挥发分的临界质量通量量化解释引燃和熄灭条件的方法,给出了易点燃性的标准。     

水分影响下阴燃传播及气相反应发生的研究

为了解阴燃传播及其反应状态发生变化的特点,采用一半干燥一半加湿的聚氨酯泡沫材料进行实验。在自然对流条件下,阴燃由下到上从干材料传播到湿材料。各次实验中阴燃在干材料部分都保持稳定传播,而湿材料部分所设计的含水率则从8.4%到21.7%。水分的吸热作用使阴燃状态随含水率大小发生极大的变化。在含水率较小时,阴燃仍能继续传播但温度和速度都有所下降;含水率稍大时,阴燃反应受到抑制,在内部有氧气剩余的情况下则会发生气相反应;当含水率进一步增大,阴燃就会熄灭。如果阴燃能传播到材料末端,外界的大量氧气进入阴燃区将使其向明火发生转化。     

不同物质组合摩擦火花引燃特性的研究

在本研究中,对碳钢、铍青铜和铜镍锰合金等三种金属与砂轮和45号钢轮摩擦时产生火花的能力和引燃能力作了对比实验。用于实验的可燃混合气为液化石油气/空气和氢/空气。实验表明,碳钢和砂轮摩擦产生的火花最强烈,但仍很难引燃液化石油气/空气混合气;铍青铜与砂轮摩擦时几乎看不到火花,铜镍锰合金在同样条件下产生火花的几率销大。在摩擦时间较长的条件下,两者均能引燃极易爆炸的氢/空气混合气,但爆炸却并不是在火花出现时立即发生的。可以推断:在上述条件下,摩擦造成的炽热表面是引燃的主要原因,而材料的引燃能力的强弱,不能只以是否产生火花为判断基准。     

森林火灾旋涡机理初探

作者在热风洞中模拟森林火灾发生的环境条件，在可燃物中设置一突出的圆柱形钝体，发现在有风燃烧火焰流向钝体下游时，紧贴不可燃的壁面，存在两个剧烈燃烧的驻涡，并且涡可以一定的频率脱落，从现象上看与冷流体流动中的卡门涡街有相似的地方，也有完全不同之处。高温燃烧气体新构成的涡的存在，易使下游可燃物点燃，从而加速火蔓延速度。     

棉垛早期阴燃火灾特性及棉花仓库主动吸气式复合探测研究

以棉花仓库消防安全为背景,在火灾探测标准燃烧室内开展了棉花垛早期阴燃特性试验和吸气式复合探测试验研究。分析棉花垛早期阴燃过程中的质量损失、烟气浓度以及图像特征变化,以棉花垛顶部着火为例,归纳了阴燃过程大致包括水平蔓延及竖直蔓延两个阶段,并分析了各阶段特性。利用吸气式复合烟气诊断,分别记录了吸气管道出口的CO体积分数变化以及吸气式探测器的输出信号。结果表明,CO的响应时间明显快于吸气式探测器且几乎不受采样孔位置的影响。由于阴燃温度低,羽流湍浮力相对较弱,而CO气体密度远小于烟颗粒密度,在吸气管道中表现出更好的迁移性。因此,针对大空间棉储仓库,可以采用吸气式感烟火灾探测器与CO气体探测器相结合的复合探测手段,也可以考虑在传统吸气式探测器内部整合CO探测部件以提高探测报警速度,同时有效降低误报、漏报率。     

外界热辐射作用下木材热解和着火的预测模型

在突发的火灾过程中，可燃性固体材料的着火时间和热解特性是非常关键的参数。建立了预测木材在外界热辐射作用下热解和着火时间的数值模型，可以给出固体的质量损失速率、内部温度场随时间的变化，并根据模型计算得到的表面温度随时间的变化对着火时间进行预测。计算结果和实验测量值相符较好。     

基于详细化学动力学的甲烷热着火影响因素分析

利用化学动力学软件CHEMKIN4.1,在不同初始温度、浓度、湿度和压强下,对甲烷热着火进行了详细化学动力学 模拟。通过对主要组分摩尔浓度分析和温度敏感性分析,得到了甲烷热着火过程的主要基元反应和引发热着火发生的主 要原因。通过对甲烷热着火的延迟时间、热着火发生后主要生成物摩尔浓度和反应后的温度的对比分析,揭示了初始浓 度、湿度和压强对甲烷热着火的影响规律。本研究可以为甲烷为主的气体如瓦斯、天然气等可燃气体的燃烧和爆炸提供 理论支撑,从而有效利用这些可燃气体,降低灾害的发生。     

Design of electrical equipment for areas containing combustible dust: Why dust standards cannot be extensively harmonised with gas standards

Over recent years, the idea has emerged within the IEC (International Electrotechnical Commission), as well as within the standardisation system of the European Union, that it may be beneficial to harmonise design concepts for electrical equipment for areas containing combustible dusts, with those for areas containing combustible gases and vapours. The harmonisation idea has been encouraged by the European Union “ATEX 100a” Directive, which suffers from insufficient differentiation between combustible dusts, combustible mists, and combustible gases/vapours. This deficiency probably originates from focusing on the extensive similarity of combustible dust clouds, mist clouds and gas/vapour clouds when it comes to ignition and burning properties. However, these similarities are of little significance unless there is an explosible cloud in the first place. And this is where dusts, mists and gases/vapours differ substantially, as discussed in detail in the present paper. It is suggested, therefore, that the idea of extensive harmonisation of design concepts for dusts with those established for gases/vapours be put aside (e.g. IEC Committee draft standards for “Ex i” and “Ex p” for dusts, as well as a proposal for a new “Ex m” dust standard). Instead, the safe design of electrical equipment for areas containing combustible dusts should mainly be based on two simple concepts, use of enclosures that keep the dust out to the required extent, and measures that keep the temperature of any surface in contact with dust clouds or layers sufficiently low to effectively prevent ignition. This is in full accordance with the current philosophy in European standardisation as expressed clearly in EN 50281-1-1 and -2: “The ignition protection is based on the limitation of the maximum surface temperature of the enclosure, and on the restriction of dust ingress into the enclosure by the use of “dust tight” or “dust protected” enclosures”. The same philosophy has been prevailing in USA for quite some time. It is indeed to be hoped that Europe will also maintain this sensible approach, and revise the “ATEX 100a” directive accordingly.     

基于桶式环形加热的阻燃电缆细观竖直燃烧特性研究实验平台的设计

针对阻燃电缆等难燃材料,为研究其在外界热源条件下的火灾性能与蔓延燃烧特性,研制了基于环形加热的阻燃电缆细观燃烧特性诊断实验平台。该平台主要包括三个部分,即:半封闭环形桶式加热与燃烧腔室、样品竖直固定模块和数据采集系统。实验参数的标定及典型阻燃电缆受热与燃烧实验结果表明,常规条件下无法点燃的阻燃电缆,当置于实验平台的加热炉内被加热一段时间后,底部小火源可将其点燃并呈现猛烈的燃烧与蔓延过程。该加热模块能够详细、准确地研究各种阻燃电缆在环形加热条件下的膨胀、引燃及蔓延燃烧的细观特性,而不同的加热模式有助于深入研究阻燃材料在各种热环境下的火灾特性,为阻燃材料的引燃机理及火蔓延模型研究提供了必要的研究平台。     

喷出火焰引起可燃性墙面燃烧问题的研究

应用传热学的有关知识,从理论上分析了通过外墙窗口喷出的火焰对可燃性墙面的引燃及墙面上的火焰传播等问题,并对这些问题进行了实验研究,结果表明：喷出火焰比较容易引燃可燃性墙面,使墙面上出现垂直向上的火焰传播现象。