棉花燃烧性能与棉花仓库火灾特性研究

发布时间：2020-09-28 10:17

　　棉花产业在国民经济中占有重要地位,随着棉花业的不断发展,我国用棉量逐年增大,国家对棉花价格实施宏观调控的重要手段就是储备棉管理,然而棉花库房火灾事故频频发生,研究棉花仓库火灾特性的影响因素意义重大。首先,本文从棉花燃烧性能入手,采用锥形量热仪(CONE)进行了不同压缩密度的棉包在不同热辐射强度下的燃烧实验,分析棉包密度和热辐射强度对棉花燃烧性能的影响。然后,选取某棉花仓库为火灾事故模拟的对象,运用Pyrosim火灾模拟软件对其进行了数值模拟,分析不同火源位置,不同通风条件以及不同通道间距对棉花仓库火灾蔓延的影响。通过棉花燃烧特性实验反映出:(1)棉包燃烧过程为,在热辐射作用下棉包表层发生明火燃烧,内部阴燃燃烧,棉包压缩密度影响内部阴燃氧气的供给,棉包燃烧受这两个环节影响;(2)相同热辐射强度下,棉包压缩密度越大燃烧过程越长;热辐射强度越大相同密度的棉包越能得到充分燃烧,并且达到更高的热释放速率峰值;棉包密度与棉包最大火灾增长系数呈指数关系。火灾数值模拟可知:(1)棉花仓库火灾发展是由单个棉包局部燃烧通过火焰蔓延至整个棉垛,起火棉垛的热辐射引燃相邻棉垛,最终可能发生轰燃导致整个仓库着火的过程;(2)棉花仓库中着火位置、通道间距以及通风状况对火灾均具有影响,其中通道间距很好设置,而控制着火点的位置比较困难,因此重在控制通风状况;(3)不考虑通风影响的情况下,当棉花仓库火源位于仓库中间棉垛,通道间距为3m时,100秒左右引燃相邻棉垛,600秒左右仓库内发生轰燃,最高温度将达到1000℃左右;(4)不同高度位置,受顶棚射流的影响温度增长速度不同,位置越高,温度升高越快。本文通过模拟来研究棉花仓库火灾特性,分析棉垛间距、通风条件对棉花仓库火灾发展的影响,并对棉花仓库火灾的预防、控制等方面提出建议,这对控制火灾蔓延以及减少经济损失具有十分重要的意义。
【学位单位】：西安建筑科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：X932
【部分图文】：

示意图,燃烧阶段,时间关系,示意图

2质。段，猛烈阶段该阶段由于燃烧面积扩大，释放出大量的热剧升高，周边的可燃物几乎全部燃烧，火势最为猛烈。随着热解范围的扩大，材料本身将分解出更多的气体，烟雾越来到一定浓度且材料表面达到一定温度时，易发生轰燃现象段，全燃阶段该阶段是火焰引燃周围所有的可燃物质，热烟气对流达到最大限度，燃烧达到平衡状态，这时候火势已段，衰减阶段该是火灾发展的后期，也是整个火灾现象的降到最高温度的 80%时则可认为火灾已经进入了衰减阶段低，室内的可燃物基本烧光，火灾逐渐熄灭，室内外温度渐为整个火灾过程结束。此时随着室内可燃物的质量越来越逐渐减慢，放出的热量也慢慢变少，室内的温度开始有所温全燃阶段

曲线,锥形量热仪,棉花

花密度和热辐射强度的角度对比分析，用缩小比例实验模密度的棉包在不同热辐射强度下的燃烧性能，本章所用到电热鼓风干燥箱。器介绍用锥形量热仪来实现，锥形量热仪是根据棉花燃烧耗氧原理指的是棉花在完全燃烧时每消耗单位质量的氧气会产生验结果输出有：棉花燃烧热释放速率 HRR 曲线、棉花点燃时放速率峰值 PHRR、棉花达到燃烧热释放速率峰值的时间热释放速率、质量损失速率、最小透光率等，如图 3.1 所示在设定的热辐射强度下，单位面积的棉花在单位时间内燃评价棉花燃烧性能的重要参数，其中，热释放速率峰值是热值越大材料的燃烧危险性越高[59]。

流程图,火灾模拟,流程,控制方程

图 4.1 PyroSim 火灾模拟流程制方程库火灾燃烧过程是化学反应的传热、传质和运动过程，可以视微分方程来描述。火灾模拟的本质就是通过对控制方程进行理，求解方程组的未知数即密度、速度、温度和压力[61]。Pyr流动现象用 LES 方程描述，烟气流动的控制方程用近似 Nav方程组如下[9]： 0( ) = = 0( )(1 ) = 0(1 ) ( , ) = 0( ) 0( ) ( , )

【参考文献】