宽度与受限距离对亚麻织物竖向火蔓延的影响及自吹熄行为研究

摘要

随着经济以及建筑行业的发展，装饰材料的使用越来越多，但同时也造成了很大的火灾隐患，引起了多起火灾，造成了巨大的经济损失和人员伤亡。装饰材料中包括窗帘、桌布、地毯、壁纸等薄型材料，这些材料大部分都具有可燃和易燃性，一旦被引燃极易迅速蔓延形成大面积立体火灾，因此有必要对薄型材料进行研究，了解其燃烧机理，从而为建筑火灾防护提供一定依据。 前人针对单一变量下固体竖向火蔓延做了较多研究，对多个变量下的竖向火蔓延和自吹熄行为的研究很少。本文以亚麻织物为实验材料，研究宽度和受限距离对竖向火蔓延的影响及自吹熄行为。 本文利用亚麻织物实验系统开展实验，实验平台可以实现宽度和受限距离的灵活调节。开展了不同宽度和不同受限距离下的亚麻织物竖向火蔓延实验，对实验现象和竖向火蔓延过程中的火焰前锋、火焰底端、热解前锋、火焰长度、火蔓延速度等特征参数进行了分析对比，并且利用湍流作用和达姆克勒数定性解释了自吹熄发生的原因。 实验发现：亚麻织物顺流火蔓延过程可以分为三个阶段：双面火蔓延增长阶段、单侧自吹熄阶段以及单侧火蔓延阶段。1cm和1.5cm受限距离下，自吹熄发生在未受限侧；2.5cm、3cm和3.5cm受限距离下，自吹熄发生在受限侧。整个自吹熄过程持续时间很短，在2~5s之间。双面火蔓延增长阶段热解前锋拟合公式通式为：cpX?a?bt。单侧火蔓延阶段热解前锋拟合公式通式为：X p?a?bt。 不同受限距离下顺流火蔓延和自吹熄行为研究结果发现：自吹熄发生在非受限侧时，双面火蔓延加速阶段的最大火焰长度、最大火蔓延速度、单侧火蔓延阶段的稳定火焰长度、稳定火蔓延速度随着受限距离增大而增大；自吹熄发生在受限侧时，双面火蔓延加速阶段的最大火焰长度随着受限距离的增大而增大，但单侧火蔓延阶段热解前锋、稳定火焰长度和稳定火蔓延速度都随着宽度的增大而减小。 不同宽度下顺流火蔓延和自吹熄行为研究结果发现：1.5cm受限距离下，双面火蔓延加速阶段和单侧火蔓延阶段，随着宽度的增大，热解前锋高度、稳定侧火焰长度和稳定火蔓延速度都减小；3cm受限距离下，双面火蔓延增长阶段后期和单侧火蔓延阶段，随着宽度的增大，热解前锋高度、稳定侧火焰长度和稳定火蔓延速度都增大。 自吹熄发生的原因是火焰湍流作用拉长了熄灭侧火焰长度，导致火焰底部浮力诱导速度增大，进而达姆克勒数减小，火焰无法稳定，当达姆克勒数减小到一定值时，就会发生火焰熄灭。

目录

声明

致谢

变量注释表

1 绪论

1.1研究背景

1.1.1 薄型可燃物的定义及分类

1.1.2 薄型材料的火灾危险性

1.2竖向火蔓延国内外研究现状

1.2.1 国内研究现状

1.2.2 国外研究现状

1.2.3 自吹熄研究现状

1.2.4 研究不足

1.3研究内容及方法

1.4本文研究路线

2 固体顺流火蔓延及熄灭理论

2.1固体可燃物点燃模型

2.2固体可燃物热解模型

2.3 辐射加热模型

2.4固体表面顺流火蔓延模型

2.5固体表面火焰熄灭理论

2.6 本章小结

3 亚麻织物竖向燃烧实验系统与实验方案设计

3.1 引言

3.2实验系统设计

3.2.1 实验系统设计

3.2.2 实验设备和测量系统

3.3实验方案及数据处理方法

3.3.1 实验方案设计

3.3.2 实验数据处理

3.4 本章小结

4 不同受限距离下亚麻织物顺流火蔓延及自吹熄行

4.1 引言

4.2实验现象分析

(1) 双面 火蔓延增长阶段

(2) 单侧 自吹熄阶段

(3) 单侧 火蔓延 阶段

4.3实验结果分析

4.3.1 火焰前锋

4.3.2 热解前锋

4.3.3 火焰长度

4.3.4 火蔓延速度

4.4 本章小结

5 不同宽度下亚麻织物顺流火蔓延及自吹熄行为研

5.1 引言

5.2实验现象分析

5.3.1 火焰前锋

5.3.2 热解前锋

5.3.3 火焰长度

5.3.4 火蔓延速度

5.4宽度、受限距离对自吹熄的影响研究

5.5 本章小结

6 结论与展望

6.1 主要结论

6.2主要创新点

6.3 研究展望

参考文献

作者简历

学位论文原创性声明

学位论文数据集