强迫气流下阴燃的形成和传播机理及其产物特性的试验研究

摘要

随着人们对火灾研究的深入,阴燃作为一种特殊的燃烧形式逐渐引起人们的注意.典型的例子是丢弃的烟头仍然阴燃着,使被褥、床单等发生阴燃引起室内火灾.近年来由可燃物阴燃引起火灾渐渐引起了人们的关注,对阴燃的研究成为火灾科学的一个重要的部分.本文建立了小型一维同向阴燃和反向阴燃的实验台,对强迫气流下的一维阴燃形成和传播过程及其产物进行了大量的实验研究,以期更好的了解阴燃的机理,为阴燃控制和消除研究提供依据,减少阴燃造成的火灾损失.本文首先研究了阴燃形成过程中的影响因素.试验结果表明加热功率、氧化剂流速和加热时间都对阴燃的形成有重要的影响,在相同的加热条件下,同向阴燃比反向阴燃更易形成.其次,本文对阴燃过程的传播进行了试验研究.主要研究了两种阴燃的传播过程和氧化剂流速对阴燃传播的影响.并对木屑和纸的混合阴燃进行了试验研究.本文还对阴燃的各种产物包括气体、固体(炭)和液体(焦油)进行了分析研究,主要包括:1、通过试验得到了不同阴燃方式下CO和CO<,2>的排放浓度,并且根据测试结果计算得到了不同空气流速下的两种气体的平均排放速率.2、对原始木屑和阴燃固体产物进行了元素分析、工业分析和热重分析,并且计算出原始木屑和炭的化学动力学参数.3、通过对木屑在阴燃过程中产生的焦油进行GC-FTIR分析,发现焦油中含有一些含甲基、乙基、甲氧基、羟基等官能团的酸类、酮类、醛类、醇类和酚类化合物,并且还存在一些呋喃和糠醛衍生物等杂环化合物.这些焦油中的大多化合物对人体有危害,证明了对阴燃产物进行毒性分析十分重要.最后本文通过特定的收集装置和检测过程,对木屑在阴燃过程中产生的多环芳香烃进行测定,此试验结果对了解阴燃过程中多环芳香烃的排放和认识阴燃的危害性有重要意义本文对阴燃过程进行了大量的试验研究,丰富了阴燃的知识,加深了我们对阴燃的了解.同时也希望本文能起到抛砖引玉的作用,对以后的阴燃研究起借鉴作用,推动阴燃研究的向前发展.

目录

文摘

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第一章绪论

1.1引言

1.2阴燃的定义及其特点

1.3阴燃的危害及研究意义

1.4阴燃过程及传播模型的简述

1.5阴燃的研究进展

1.6本文主要的研究对象及研究路线

参考文献

第二章实验装置及仪器介绍

2.1引言

2.2同向阴燃实验装置的组成

2.3反向实验装置的组成

2.4水平方向的实验台的布置

2.5热电偶标定

2.6气相色谱仪简介

2.7热重分析仪器

2.9本章小结

参考文献

第三章阴燃形成过程的试验研究

3.1引言

3.2实验工况和实验程序设计

3.3同向阴燃形成过程中的影响因素

3.4反向阴燃过程中的影响因素

3.5两种阴燃形成过程的比较

3.6本章小结

参考文献

第四章阴燃传播过程的机理研究

4.1引言

4.2竖直同向阴燃的传播过程的研究

4.3竖直反向阴燃的传播过程的研究

4.4水平反向阴燃传播过程的研究

4.5水平和竖直两种方向的反向阴燃的比较

4.6木屑与复写纸混和阴燃传播过程

4.7同向阴燃与反向阴燃过程的对比

4.8本章小结

参考文献

第五章阴燃产物生成及其特性

5.1引言

5.2阴燃过程中气体成分的排放的研究

5.5阴燃过程中PAH的排放因子和毒性当量的研究

5.6本章小结

参考文献

第六章全文总结

攻读硕士学位期间参加的研究项目和发表的论文

致谢