典型软垫家具材料火灾特性的小尺寸实验研究

本文借助锥型量热计对制作软垫家具的材料进行小尺寸实验,获得了典型软垫家具面料、聚氨酯海绵填料及其组合件的燃烧性能参数。通过对实验获得参数的分析比较,认为面料对组合件燃烧特性的影响大,仅使用阻燃布就可以明显改善组合的火灾特性。     

样品尺寸对热塑性聚氨酯燃烧性能的影响研究

采用锥形量热仪对不同尺寸的热塑性聚氨酯材料进行小尺寸燃烧试验研究,获得了点燃时间、热释放速率、烟气释放速率及燃烧特性指数等参数,分析了样品尺寸对其燃烧性能的影响.结果表明:点燃时间随着材料厚度的增加而延长;材料厚度的增加加长了内部导热过程,使热释放速率峰值和烟气释放速率峰值增大,到达峰值的时间延长;燃烧特性指数中火灾增...     

风机机舱典型液态油品着火特性及潜在火灾危险性评价

针对某850 k W型号风机机舱中齿轮箱油、变压器油和液压油,分别在15 k W/m~2、25 k W/m~2、35 k W/m~2、50 k W/m~2和75 k W/m~2等外加热辐射通量下采用小型锥形量热仪测量其点燃时间(tig),并计算其临界热辐射通量(CHF或6)q″cr)和着火温度,从着火性对典型液态油品潜在火灾危险性进行评价。结果表明:相同材料不同外加热辐射功率下,齿轮箱油、变压器油和液压油tig随外加热辐射通量增大而减小且均在75 k W/m~2时最短,在15~75 k W/m~2范围,tig下降幅度分别是96.32%、96.97%、93.29%;不同材料相同外加热辐射通量下,液压油在低外加热辐射通量(15 k W/m~2)下tig最小,变压器油在高外加热辐射通量(25 k W/m~2、35 k W/m~2、50 k W/m~2、70 k W/m~2)下tig最小且下降幅度最大(96.97%);齿轮箱油、变压器油和液压油6)q″cr分别是9.23 k W/m~2、6.43 k W/m~2、4.92 k W/m~2;齿轮箱油、变压器油和液压油的Tig分别是352.04℃、306.16℃、268.59℃;基于着火性评价指标,潜在火灾危险性从大到小排序为液压油、变压器油、齿轮箱油。     

基于锥形量热仪的计算机显示器燃烧特性分析

利用锥形量热仪对计算机显示器材料进行小尺寸燃烧性能试验研究,通过改变锥形量热仪的热辐射强度模拟中、小规模火灾。分析火灾中显示器样品的热释放速率(HRR)、质量损失速率、CO产生率和比消光系数。试验发现当热辐射强度为35 kW/m2时,计算机显示器的热释放速率比其在热辐射强度为75 kW/m2时多一个加速增长阶段,主要原因是在此热辐射强度下,材料热解速度缓慢,表面炭层厚度逐渐增厚,热量积聚后,材料热解速度增大,热释放速率加速达到第二个峰值;显示器材料在2种热辐射强度下的质量损失速率分3个阶段,炭层的包覆作用对其质量燃烧速率影响较小;显示器材料在燃烧过程中CO产生率、比消光系数和质量燃烧速率成线性递增关系。试验结果可反映显示器在真实火灾中的燃烧特性。     

深圳世界大学生夏季运动会体育场馆观众座椅火灾试验研究

根据深圳世界大学生夏季运动会体育场馆内座椅实际情况,对5种典型座椅材料进行了小型锥形量热计试验,并按座椅的布置形式开展了全尺寸火灾试验.通过实体试验,得到座椅燃烧时的火灾热释放速率、烟气生成率、点燃时间、CO/CO2生成率和平均比消光面积等燃烧特性参数,为科学分析大运会体育场馆座椅的火灾危险性提供科学的基础数据支持和理论依据,进而提出消除、预防或降低座椅火灾风险、提高场馆消防安全等级的对策措施.     

商业厨房典型固体可燃物燃烧性能试验

典型固体可燃物燃烧性能是研究商业厨房火灾发展的基础。利用锥形量热仪对商用厨房中油垢、大米和面粉3种典型固体可燃物的燃烧性能进行了研究,分析了可燃物的燃烧现象、点燃特性参数、热释放速率和烟气浓度、毒性等。结果表明,面粉容易点燃,采用封闭容器承装时,引燃时间会明显降低;油垢的热释放速率最高,在高热辐射功率时,峰值达到692.95 k W/m2,约为其他两种样品的5倍,面粉的火势增长指数随热辐射功率增高迅速增大;油垢的烟气浓度和CO、CO2产量最高,烟气产量高于其他两种样品100倍,CO、CO2产量是其他两种样品的1.4~11.65倍。     

典型碳纤维环氧复合材料火灾特性研究

为研究碳纤维环氧复合材料的火灾特性,用锥形量热仪等仪器,对单向碳纤维预浸料、双向碳纤维布和碳纤维夹层板等3种典型材料进行试验,测定其燃烧速度、极限氧浓度、热释放速率(HRR)、失重率等性能参数,分析其热稳定性和燃烧特性。结果表明,点燃位置对材料的火焰传播速度影响较大,底部点燃时燃烧速度较快;泡沫芯材受热易形成炭层,炭层能降低火焰传播速度、增大极限氧浓度;泡沫芯材在较低温度下就会受热分解,其点燃时间、达到HRR峰值时间、热解和放热时间均提前;当采用相同环氧体系时,织造方式对碳纤维复合材料燃烧性能和热稳定性能影响不大。     

外部辐射下汽车变速器油燃烧特性及其火灾危险性研究

为了加深对汽车上2种典型变速器油(自动变速器油和无级变速器油)火灾危险性的了解,在锥形量热仪上通过耗氧原理对2种油进行了小尺度研究。辐射强度从15 kW/m~2到40 kW/m~2,每5kW/m~2一个标度。试验测得点燃时间、热释放速率、放热总量等一系列参数用以表征油燃烧危险性。基于试验结果,从火灾增长指数、火灾性能指数、热危险性评价等方面讨论了2种油品的火灾危险性:自动变速器油趋于较长燃烧时间,无级变速器油火势增长较快。点燃时间与辐射强度呈指数关系,通过拟合得到2种油品的拟合指数均为0.55。自动变速器油和无级变速器油的临界辐射强度分别为2.949kW/m~2和0.961 kW/m~2。引入Petrella评价体系来判断油品的闪燃危险性,发现油的闪燃危险性随辐射强度增加而增加,综合考虑可得自动变速器油的危险性高于无级变速器油的危险性。因此,建议采取防辐射、安全隔离、选用安全性高的油品等措施来进行火灾预防。     

可膨胀石墨阻燃聚氨酯硬质泡沫燃烧安全性能研究

本文在明确聚氨酯硬质泡沫(RPUF)市场应用地位的基础上,采用水性发泡的方法,制备了可膨胀石墨阻燃(15wt%)的聚氨酯硬质泡沫(EG/RPUF),通过对其燃烧后炭层表面的扫描,明确了其防火机理。采用锥形量热仪模拟典型的保温泡沫材料在真实火灾中的燃烧行为,得出了EG/RPUF较RPUF有更好阻燃性能的结论。     

HIPS阻燃复合材料三元潜在火灾危险性评价

将高抗冲聚苯乙烯树脂颗粒(纳米/微米级)、十溴二苯乙烷颗粒、三氧化二锑、弹性体、分散剂和偶联剂通过一步熔融共混工艺先行制备UL94 V-0级阻燃母粒,再将其与HIPS本体树脂按不同比例混合制得阻燃复合材料,并利用极限氧指数(LOI)、垂直燃烧(UL94)及ISO 5660锥形量热计三项测试表征制得样品的燃烧和火灾性能,从中提炼和分析LOI、垂直燃烧等级和最大热释放速率(Pk HRR)等三元关键指标相关性,给出了定性定量相结合的潜在火灾危险性分级范围。结果表明:UL94燃烧等级和Pk HRR相关性体现为当Pk HRR≤330.0 k W/m~2时,试样UL94等级均为V-0级;UL94燃烧等级和LOI相关性体现为随UL94燃烧等级从V-0降到HB时,试样LOI从27.0降到17.0;Pk HRR与LOI相关性体现为Pk HRR与LOI呈粗略反向线性相关性;UL94燃烧等级、Pk HRR和LOI三元相关性体现为当LOI22.0、Pk HRR为399.0~665.0 k W/m~2时,材料UL94燃烧等级介于HB~V-2。     

密度对聚氨酯软泡收缩及燃烧行为的影响

采用锥形量热仪研究不同密度聚氨酯软泡(FPUF)的燃烧行为,并根据摄像、体视显微镜所观察的样品形体及泡孔结构的变化来研究火灾条件下FPUF的收缩特性。研究结果表明,收缩是表层泡孔受热发生热解生成焦油所致的泡孔塌缩现象,焦油层下方泡孔结构基本没有变化;FPUF密度越大着火前的收缩速率越小,同一时刻表层泡孔热解生成的焦油层越薄。FPUF的着火燃烧可分为受热收缩、燃烧收缩和池火燃烧三个阶段。中高密度样品HRR曲线先出现平台后出现峰值,分别对应于燃烧收缩和池火阶段,且密度越大HRR曲线的平台越低、峰值越高,燃烧收缩阶段的FIGRA越小,而池火燃烧阶段的FIGRA越大。着火前的快速收缩导致低密度样品的HRR曲线不出现平台只呈现单峰。     

汽车用聚合物材料火灾燃烧特性研究

为研究车用聚合物材料的燃烧特性,并对材料的火灾危险性进行全方位的评估,采用锥形量热仪,对汽车上常用的ABS,PP-PVC,PVC革-无纺毡以及无纺布-PVC聚合物材料进行分析表征,测得点燃时间、热释放速率、总热释放量、质量损失速率、烟气生成速率等参数。结果表明:ABS材料的点燃危险性相对最低,PVC革-无纺毡材料相对最高;随热辐射强度的增加,各样品的热释放速率和烟气生成速率明显加快;结合热释放速率峰值、均值和总热释放量可知,无纺布-PVC材料的热危险性相对最低;结合烟气生成速率和总烟释放量可知,ABS材料的发烟危害性相对最高,无纺布-PVC的相对最低;综合比较各样品的FGI和FPI值,安全等级由高到低依次为ABS,PP-PVC,PVC革-无纺毡,无纺布-PVC。     

不同点火模式下软质聚氨酯泡沫燃烧的实验研究

为研究软质聚氨酯泡沫(FPUF)的燃烧行为对火灾的影响,采用锥形量热仪(CONE)分析FPUF在强制点火和非强制点火模式下的燃烧行为、热释放速率HRR、质量损失速率MLR和燃烧效率η。研究结果表明：当外部辐射≥40 kW/m²时,FPUF在2种点火模式下燃烧的HRR和MLR均出现2个明显的峰值且η约为88%;当外部辐射<40 kW/m²时,FPUF在非强制点火模式下燃烧的HRR和MLR曲线趋于单峰形式;FPUF在强制点火模式下燃烧前期为异氰酸酯(TDI)和多元醇的混合燃烧,在非强制点火模式下为TDI的挥发。根据研究结果修正现有燃料组分的热值计算方法,获得FPUF和多元醇的热值分别为(20±2),(28±3) kJ/g。     

霉变对储存水稻燃烧行为影响的研究

储存水稻火灾危险性研究具有重要意义。通过研究霉变对储存水稻燃烧行为的影响,确定其火灾危险性。锥形量热燃烧实验(Cone Test)结果显示,霉变样品可以在更小的外加辐射下被点燃;在四种热辐射(25 kW/m2,35 kW/m2,45 kW/m2,55 kW/m2)下,霉变样品的着火时间(TTI)与火灾性能指数(FPI)均小于未霉变样品;而火灾蔓延指数(FGI)高于未霉变样品。Cone Test结果表明霉变显著提高了储存水稻的火灾危险性。差示扫描量热仪(DSC)测试发现在低温时霉变样品比未霉变时吸热焓值提高了3.6倍,表明其析出了更多的小分子挥发物。结合气相质谱联用(GC-MS)测试确定了霉变样品析出的挥发物中含有醇类, 酯类和醛类等易燃物。采用稳态管式炉(SSTF)进一步研究储存水稻的充分燃烧行为,结果显示热释放量及烟气毒性与样品质量(20 g,40 g)以及一次进气量(10 L/min,20 L/min,30 L/min)有关,霉变对于两者的影响较小。     

近年我国家装材料变化对住宅火灾的影响研究

住宅火灾危险性和家装材料有着紧密联系。为研究近年我国家装材料变化对住宅火灾的影响,调研了近30年我国家装材料的变化趋势,分析了常见家装材料的火灾特性变化,并完成了对不同年代常见家装材料组合的火灾危险性综合评价,结果表明：随着近30年家装材料的变化,软体家具、木质家具、地板和壁纸的燃烧性能均有所改善,但软体家具产烟能力恶化;2000年～2010年合成材料的应用使得家装材料组合的综合火灾危险性有所提升,引起大型亡人火灾的可能性更大;2010年后阻燃材料的普及使得家装材料组合的综合火灾危险性有所降低,对消防安全的作用已经凸显,但同时我国住宅火灾中“小火亡人”事故可能更为频发,未来研究应该更加关注于降低阻燃材料的烟气危害性。     

基于锥形量热仪实验的卷烟及其包装材料燃烧特性研究

用ISO5660锥形量热仪研究了成品卷烟及其包装材料的燃烧特性,获得了这些材料在不同热辐射强度下的点燃时间和热释放速率等火灾特性参数.结果表明:烟支及其包装材料受热辐射时均可被点燃,热辐射强度越大,引燃时间越短;随辐射强度的升高样品的热释放速率呈递增趋势;在较强热辐射强度(≥25 kW/m2)下,组合样品的火灾危险性相对较大.     

泡沫材料在狭缝空间垂直火蔓延的数值模拟

保温材料的火蔓延特性对建筑防火有重要意义,而其在狭缝等特殊空间结构中的燃烧特性还缺乏深入研究.本文采用CFD模拟技术和并行计算手段对狭缝空间中泡沫材料的竖直火蔓延特性进行了分析研究.计算发现在狭缝宽度为5 -6 cm时,由于侧向补风增强,导致狭缝内存在规则的大尺度涡旋结构.涡旋将火焰向两侧拉扯,而且涡旋强度可以增强狭缝内火蔓延速度.相对开放空间的情况,在狭缝空间中泡沫材料的火焰高度随线热释放速率强度的增加较慢,并且存在最小热释放速率强度.当热释放速率强度小于一定值时,火焰将会熄灭.     

侧向风速作用下聚氨酯泡沫双火源火蔓延研究

为探究环境风作用下逆向双点火源聚氨酯泡沫火蔓延及融合行为,开展多组对照实验并从材料传热机理角度分析侧向风速对火蔓延行为中火羽流形态、质量损失和辐射热流场等特征参数的影响。结果表明:风速与上述参数之间存在非线性关系。环境风效应使火焰被拉长且敷贴于预热区表面,增大预热区面积和热反馈;侧向风速的增加对FPU板材质量损失的影响逐渐弱化,且板材的熔滴率与风速呈正相关;无论侧向风是否存在,两侧逆向火焰融合后均达到整个蔓延过程中的峰值温度;风速的存在限制了火焰温度与辐射热通量峰值,也缩短了温度和辐射峰值出现的时间。