阳角构型及转角处聚氨酯泡沫顺流火蔓延研究

摘要

通过自行搭建的试验台对建筑立面阳角构型下聚氨酯泡沫塑料(PU)的顺流火蔓延特性进行试验研究。结果表明,聚氨酯泡沫塑料顺流火蔓延行为主要受样材燃烧特性、传热机制、立面受限构型以及转角结构的影响。火蔓延过程中,前期燃烧反应慢,导致炭层加厚,形成了以熔塌间隔作为边界的短暂熄灭区。热解前锋倾角在转角结构的作用下,经历先减后增再减的过程。获得的火蔓延典型特征参数,主要包括平均火蔓延速率、燃烧速率、火焰平均高度等,在熔滴效应和空气卷吸的共同作用下,均呈周期性震荡规律。针对转角结构区,火蔓延传热机制、传热量以及化学当量比主要由结构因子决定,在研究分析结构因子对其改变的内在机理的基础上,结合空气卷吸导致的火焰推力以及散热等机制,对3种特征参数进行分析,得出平均火焰高度呈三段式分布,于火焰起始期,hf(t)和t遵循如下公式:hf(t)=-95.43+101.93 exp(0.025t),平均火蔓延速度和燃烧速率于转角阶段均出现由增转降的突变。