受限空間內(nèi)典型熱塑性材料熔融流動(dòng)燃燒行為研究.pdf

1、聚合物材料因具有加工方便、質(zhì)量輕便、價(jià)格便宜及防水、耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的各個(gè)領(lǐng)域，成為繼水泥、鋼鐵、木材之后的第四大材料。聚合物材料包括熱固性材料和熱塑性材料兩大類，其中熱塑性材料在燃燒過程中不僅會(huì)釋放大量的熱量和有毒煙氣，同時(shí)會(huì)熔融、滴落、流動(dòng)形成油池火，從而擴(kuò)大火災(zāi)面積并加速室內(nèi)火災(zāi)的發(fā)展，造成嚴(yán)重的火災(zāi)后果。
　　 前人對(duì)熱塑性材料燃燒行為的研究主要集中在敞開空間中，且大部分工作都是針對(duì)小尺寸樣品的熱

2、解燃燒過程，與實(shí)際建筑火災(zāi)災(zāi)場景存在較大的差距。因此，本文通過選取目前應(yīng)用非常廣泛的熱塑性材料(聚丙烯)作為研究對(duì)象，運(yùn)用理論與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法對(duì)受限空間內(nèi)熱塑性材料的熔融流動(dòng)燃燒行為進(jìn)行研究。
　　 通過熱分析實(shí)驗(yàn)研究了升溫速率和氣氛條件對(duì)熱解過程的影響，獲得了聚丙烯樣品熱解溫度Tp和熔融溫度Tm，并對(duì)其熱解過程進(jìn)行等溫和非等溫動(dòng)力學(xué)分析，計(jì)算得到了熱解反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程的“動(dòng)力學(xué)三因子”。
　　 利用錐形量熱儀實(shí)驗(yàn)研究了

3、樣品厚度和外部輻射條件對(duì)熱塑性材料點(diǎn)燃時(shí)間、熱釋放速率以及質(zhì)量損失速率的影響；結(jié)合熱塑性材料熔融點(diǎn)燃過程的基本特征，建立了適合熱塑性材料熔融點(diǎn)燃過程的點(diǎn)燃時(shí)間預(yù)測模型，并與錐形量熱儀實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果表明該模型能夠較好地預(yù)測熱塑性材料的點(diǎn)燃時(shí)間。
　　 基于ISO9705設(shè)計(jì)搭建了適合于研究受限空間內(nèi)真實(shí)火災(zāi)條件下熱塑性材料燃燒行為的實(shí)驗(yàn)測試平臺(tái)，并開展了一系列熱塑性材料熔融流動(dòng)燃燒行為火災(zāi)實(shí)驗(yàn)，考慮了樣品厚度、樣品與油盆距

4、離、通風(fēng)條件等因素的影響，測量了熱釋放速率、樣品表面溫度場、室內(nèi)熱煙氣層溫度、毒性氣體濃度等火災(zāi)動(dòng)力學(xué)關(guān)鍵參數(shù)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：熱釋放速率峰值隨著樣品厚度的增大而增大，熱釋放速率達(dá)到峰值的時(shí)間隨著樣品厚度的增大而減?。挥统鼗鹋c壁面火之間耦合作用是否強(qiáng)烈主要由樣品與油盆之間距離決定，樣品表面的二維火蔓延速率與時(shí)間成指數(shù)增長關(guān)系；通風(fēng)因子與通風(fēng)口高度位置均對(duì)燃燒過程中的熱釋放速率峰值有影響，且相互之間存在線性關(guān)系。
　　 根據(jù)自由火羽