薄型可燃物豎向燃燒特性研究.pdf

1、隨著社會(huì)的發(fā)展與進(jìn)步，人們的審美要求逐漸提高，薄型飾品在公共建筑裝修方面的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，如薄型木板、合成塑料薄板、有機(jī)玻璃、裝飾簾布等等，尤其是有機(jī)玻璃由于其獨(dú)特的性能得到眾多廠家的青睞。這些材料多數(shù)屬于薄型易燃材料，一旦著火，將會(huì)迅速地向上蔓延點(diǎn)燃更多的可燃物，具有較大的火災(zāi)危險(xiǎn)性。而目前國(guó)內(nèi)外對(duì)熱薄型材料的豎向火蔓延的研究成果多數(shù)是基于某種尺寸材料的墻面火貼壁豎向燃燒實(shí)驗(yàn)或者雙面臨空懸掛燃燒實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得到的，對(duì)于介于二者之間的受限條

2、件，即可燃物與墻體之間留有空隙的條件下的燃燒狀況缺乏定性和定量的分析研究。然而大量薄型可燃物的布置方式恰恰就是和墻體間留有部分空隙，如商場(chǎng)外墻大型塑料廣告牌的安裝等等。此種布置方式往往比臨空或者單純的貼壁燃燒更為復(fù)雜，具有更大的火災(zāi)危險(xiǎn)性，因此很有必要對(duì)不同受限條件下薄型可燃物的豎向火災(zāi)蔓延特性展開進(jìn)一步的研究。
　　本文利用小尺寸燃燒特性實(shí)驗(yàn)、探索性火蔓延試驗(yàn)結(jié)合數(shù)值模擬計(jì)算的方法，研究典型薄型可燃物的基礎(chǔ)燃燒特性和不同燃燒條件

3、下的豎向燃燒火焰?zhèn)鞑ヌ匦?。?shí)驗(yàn)研究了薄型有機(jī)玻璃聚甲基丙烯酸甲酯薄板的初始熱解溫度為340℃，最大質(zhì)量損失速率處的溫度約為375℃，有效燃燒熱為24.4 MJ/kg。通過(guò)設(shè)計(jì)薄型材料豎向火蔓延試驗(yàn)，控制薄型可燃物與墻體的水平距離，展開12組36次燃燒實(shí)驗(yàn)，探究了PMMA薄板在受限距離分別為0 mm、2 mm、4 mm、5 mm、7 mm、10 mm、13 mm、16 mm、19 mm、22 mm、25 mm以及雙面臨空燃燒條件下的表面火

4、蔓延特征。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)火焰高度和火焰?zhèn)鞑ニ俾适紫入S著受限距離的增大而增大，達(dá)到臨界值之后，隨著受限距離的增大而減小；隨著受限距離的增大，背面火焰高度迅速竄高，高于正面火焰高度，達(dá)到臨界值后，背面火焰高度逐漸減小，最終保持和正面火焰相同的高度。通過(guò)分析不同受限距離燃燒過(guò)程中的火蔓延痕跡、燃燼段距離、熱解前沿位置以及火焰高度的變化規(guī)律等數(shù)據(jù)，最終獲得豎向燃燒的燃燼高度、熱解高度、火焰高度的時(shí)間函數(shù)滿足χi=ai+bi·tci的規(guī)律，蔓延速率滿足

5、Vi=bi·ci·tci-1的規(guī)律，相關(guān)系數(shù)R2為0.9以上；計(jì)算分析發(fā)現(xiàn)，火焰長(zhǎng)度（xff-xb）和熱解長(zhǎng)度（xp-xb）隨時(shí)間而增大，二者之間的比值隨受限距離的變化略有不同，在2.0～4.0范圍內(nèi)波動(dòng)，并隨時(shí)間的推移逐漸趨于穩(wěn)定。
　　基于燃燒特性實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，建立薄型可燃物受限豎向燃燒數(shù)值模擬模型，通過(guò)探討CFD（計(jì)算流體力學(xué)）場(chǎng)模擬軟件輸入?yún)?shù)，獲得了薄型可燃物單面受限豎向燃燒Simtec數(shù)值模擬方法，燃燒痕跡模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)現(xiàn)