熱解氣體流動特性對炭化可燃物熱解著火特性影響規(guī)律研究.pdf

1、在火災(zāi)的發(fā)生發(fā)展過程中，固體可燃物的熱解及著火過程是一個重要的階段。熱解著火是復(fù)雜的物理化學(xué)變化過程，包含了熱物理現(xiàn)象中的輻射、對流、熱傳導(dǎo)及傳質(zhì)等多方面。炭化可燃物在熱輻射條件下的熱解著火過程是眾多學(xué)者普遍關(guān)注的研究主題，這一過程中包含兩個關(guān)鍵因素：熱解氣體的濃度和溫度（或其他能量，如引火源），其中熱解氣體的濃度受到多方面因素的影響，例如輻射熱流、固體本身密度等；而在一些特殊環(huán)境中，例如低壓環(huán)境下，炭化可燃物熱解氣體的流動特性會受到一

2、定程度的影響，從而導(dǎo)致可燃固體本身的熱解著火規(guī)律發(fā)生改變，之前的學(xué)者針對這一方面的研究工作還不夠充分；此外，之前大部分研究者對于輻射條件下炭化可燃物的熱解著火過程的研究，將工況設(shè)為可燃物受熱表面水平，輻射熱流垂直向下，而在實際火災(zāi)過程中，有許多其他典型工況，例如固體受熱表面垂直，受到水平的入射熱流，這種工況類似于建筑火災(zāi)中墻面可燃物受到其他外熱源（如火焰）輻射的情況。
　　 本文在不同環(huán)境壓力條件和不同輻射方向的熱輻射條件下對炭

3、化可燃物的熱解著火過程進行了實驗研究和理論分析，重點對不同條件下熱解氣體的流動特性進行了深入的分析和討論。
　　 通過在拉薩和合肥的對比實驗，得到了在不同海拔高度條件下，木材在熱輻射條件下的熱解著火特性。實驗測量了木材在受熱熱解過程中的失重速率、表面溫度變化過程以及著火時間。實驗發(fā)現(xiàn)在拉薩的低壓低氧環(huán)境中，木材熱解過程中的失重速率更大，著火前的表面溫度更高，著火時間更短；進而分析指出：
　　 低壓環(huán)境更有利于熱解氣體的釋

4、放，使得失重速率更大，熱解氣體更容易達(dá)到臨界濃度，導(dǎo)致著火時間更短，而拉薩的低氧條件對發(fā)生著火的限制作用不明顯；此外通過實驗測得，在拉薩和合肥兩地，木材發(fā)生著火是的表面溫度是相同的。
　　 本文對水平輻射和垂直輻射情況下的木材熱解著火特性做了對比實驗，測量了兩種工況下木材樣件熱解過程中的失重速率、表面溫度及著火時間。實驗發(fā)現(xiàn)：
　　 在水平輻射工況下木材的失重速率更大，表面溫度更高，在有引火源的情況下著火時間更短；通過分

5、析得出，造成兩種工況下木材熱解特性產(chǎn)生差異的主要原因是熱解氣體對輻射熱流的吸收程度不同；在水平輻射條件下，熱解氣體層的厚度較水平輻射條件下薄，對輻射熱流的吸收程度較小，因此木材樣件表面所接受到的凈入射熱流更大。
　　 依據(jù)在水平輻射和垂直輻射工況下熱解氣體對輻射熱流的吸收差異，在前人經(jīng)典模型的基礎(chǔ)上，考慮了熱解氣體的流動對熱解模型邊界條件的影響，建立了預(yù)測水平和垂直輻射兩種工況下木材熱解著火的數(shù)值模型。通過模型與實驗結(jié)果的對比，