低压热薄材料火蔓延近熄灭极限区/幂指数区转捩机理研究

发布时间：2024-05-21 22:54

　　高原和航天飞行器等低压环境中的火灾安全受到越来越多学者的关注,低压固体火蔓延是火灾安全中的重要基础课题,火蔓延决定了火灾初始速率和火灾规模,研究低压环境下固体火蔓延特性,对于低压环境的火灾防控有重要的指导意义。通过对研究现状进行总结,发现低压下近熄灭极限区的火蔓延研究较为缺乏,低压下火蔓延近熄灭极限区向幂指数区转捩机理更亟待进一步研究。本文选用热薄纸张作为研究对象,自主设计并搭建了低压实验舱和火蔓延实验系统,通过有规律的改变环境压力和氧气浓度,开展了一系列的低压水平火蔓延实验研究。通过火蔓延特征参数(火蔓延速度、火焰图像、火焰辐射和火焰温度)的实验测量,结合燃烧学和传热学对实验现象进行了深入的理论分析。首先实验研究了压力和氧气浓度耦合的火蔓延熄灭极限,发现极限氧气浓度下的火蔓延速度,火焰宽度和火焰厚度变化规律一致,均随着压力的升高而逐渐降低,但在30 kPa时均出现了突然增大的现象。其次研究了压力和氧气浓度单一变量下的火蔓延规律,发现压力25 kPa时,火蔓延速度开始线性增长,火焰图像的内部蓝色火焰逐渐变黄,火焰亮度增大,形状也由椭圆形逐渐变成三角形,火焰辐射也突然增大。最后结合实验结...

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图２．１舱体结构示意图??Ｆｉｇ．?２．１?Ｓｋｅｔｃｈ?ｏｆ?ｓｕｂ－ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ?ｃｈａｍｂｅｒ??

国家相关技术手册的要求，严格设计并制造了低压实验舱的舱体，以保证在进??行压力实验时的安全性。??图２．１为舱体结构示意图，舱体内腔为直径５００?ｍｍ，高４００?ｍｍ的圆筒，??舱壁材料采用３０４不锈钢，厚度为１０?ｍｍ，当舱内处于最低压力３００?Ｐａ时，舱??体最大变形处不超过....

图２．２低压实验舱外形尺寸??Ｆｉｇ．?２．２?Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎｓ?ａｎｄ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｓｕｂ－ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ?ｃｈａｍｂｅｒ??

（２）低压实验舱整体设计??低压实验舱主要由舱体、抽气系统、电控系统、机架、外围设备组成，其??整体设计如图２．２所示。??低压实验舱抽气系统采用高速旋片式真空泵进行抽气，真空泵安装在机架??最底部，并在其底部放置减震材料进行了防震动处理。??低压实验舱电控系统包括控制柜、电线、....

图２．３低压实验舱操作系统??Ｆｉｇ．?２．３?Ｓｕｂ－ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ?ｃｈａｍｂｅｒ?ｏｐｅｒａｔｉｏｎ?ｓｙｓｔｅｍ??

在固体火蔓延实验中需要测量的主要特征参数有火蔓延速度，火焰形态，??火焰温度与火焰辐射。为了研究低压下纸火蔓延在不同环境条件中的特征，本??文设计并搭建了火蔓延实验平台，如图２．４所示。??实验样品为Ａ４纸，尺寸为１２?ｃｍ?（长）ｘ?２?ｃｍ?（宽）ｘ?〇．〇１２?ｃｍ?（厚）....

图２．４火蔓延实验示意图??Ｆｉｇ．?２．４?Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｐａｐｅｒ?ｓａｍｐｌｅ?ａｎｄ?ｔｈｅｒｍａｌ?ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ?ａｐｐａｒａｔｕｓ??

升速率为ｌ〇°Ｃ／ｍｉｎ，从室温逐渐加热至８００°Ｃ，制备两个相同大小的样品，分??别放置在空气和氮气气氛下进行实验，得出不同气氛下，实验样品的热重结果??如图２．５所示。??从图中的热重曲线可以看出，在空气气氛下，实验样品在３０８．８°Ｃ开始分解，??而在氮气气氛的实验中，实验....

本文编号：3980039