基于锥形量热仪的家具常用木材有无助燃剂添加的燃烧特性的研究

摘要

在火灾调查领域多数学者都集中在研究助燃剂本身以及灾后检测方面，而有关助燃剂对可燃物燃烧特性的研究较少。燃烧特性关系到火灾的发生和发展过程，同时也是火灾模拟不可或缺的重要数据。本文选用白蜡木、黑胡木、红橡木和榉木这四种家具常用的木材作为可燃物的代表，汽油和酒精作为典型的助燃剂，利用锥形量热仪分别在不同辐射强度和不同助燃剂添加量下进行燃烧实验，并且通过理论分析和模拟计算来对比实验数据以此得到材料的燃烧特性，为火灾发生发展研究领域提供一定的理论依据和数据基础。
　　对理论模型和相关计算公式推导进行后，在五个不同辐射强度下进行了无助燃剂添加的燃烧以及添加不同助燃剂和不同量助燃剂的燃烧实验，总结分析不同条件下材料热释放速率、质量损失曲线、残炭量、燃烧热、有效燃烧热和点燃时间等燃烧特性的变化，得出四种木材热释放速率都有两个峰值，随着辐射功率地增加残碳量会减小、燃烧热会增加但是有效燃烧热逐渐减少、点燃时间在变短，大致和辐射热源的平方成反比。添加了助燃剂后四种木材的热释放速率曲线从原来的两个峰值变成了三个峰值，木材点燃峰出现的时间变短，峰值变小，添加了助燃剂后在不同辐射功率下的质量损失曲线、燃烧热和有效燃烧热和没有添加助燃剂的基本一致但是平均残碳量会有所降低。
　　同时本文以编程语言为基础计算出液体蒸发的质量损失和木材表面温度变化，并且结合实验对点燃时间随着辐射强度变化进行了拟合，考虑了热损和吸收系数的修正公式比理论公式具有更好的适用性。

目录

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摘要

符号和术语

第一章 绪论

1．1 火灾的危险性

1．2 研究的背景和意义

1．3 国内外研究现状

1．3．1 国内外助燃剂研究现状

1．3．2 国内外木材燃烧特性研究现状

1．3．3 国内外助燃剂泼洒木材燃烧研究现状

1．4 本文的研究目标和思路

1．5 本文的章节安排

第二章 燃烧的几个重要方程和模型

2．1 液体着火模型

2．1．1 燃点

2．1．2 气液平衡状态

2．1．3 蒸发速率

2．2 固体着火时间模型

2．2．1 着火相关的时间

2．2．2 基本理论方程

2．2．3 考虑热损的点燃模型方程

2．2．4 考虑吸收率的点燃模型

2．3 本章小结

第三章 家具常用木材的燃烧特性

3．1 锥形量热仪的介绍

3．1．1 CONE的主要结构

3．1．2 锥形量热仪的工作原理

3．2 实验结果与分析

3．2．1 热释放速率

3．2．2 总释放热

3．2．3 质量损失和残碳量

3．2．4 燃烧热与有效燃烧热

3．2．5 点燃时间

3．3 本章小结

第四章 汽油和酒精的对木材燃烧特性的影响

4．1 引言

4．2 汽油对木材燃烧特性的影响

4．2．1 辐射功率大小的影响

4．2．2 汽油添加量的影响

4．3 酒精对木材燃烧特性的影响

4．3．1 辐射功率大小的影响

4．3．2 酒精添加量的影响

4．4 本章小结

第五章 模型对实验的验证

5．1 引言

5．2 液体蒸发量计算

5．3 木材的表面温度计算

5．4 点燃时间的拟合

5．5 本章小结

第六章 总结以及展望

6．1 全文总结

6．2 研究创新点

6．3 进一步展望

致谢

在读期间发表的学术论文

参考文献