不同倾角铜铟镓硒光伏组件燃烧行为的试验研究

为加强对于光伏组件火灾危险性的控制,进一步推动光伏建筑一体化技术的广泛应用,选择不同倾角布置的铜铟镓硒光伏组件为研究对象,改变倾斜角度,通过对引燃时间、火蔓延速度和质量损失速率等参数的测试和分析,研究铜铟镓硒光伏组件的燃烧行为及传热机制。结果表明,倾角的增大加剧了光伏组件火灾蔓延的危险性。光伏组件迎火面的引燃时间随倾角增大呈先减小后增大的变化趋势,倾角从0°增加到45°,引燃时间减少16.39%;倾角从45°增加到90°,引燃时间增加76.47%。背火面向上火蔓延速度随倾角增大而增大,倾角为90°时最大,为18.08 mm/s,横向火蔓延速度受倾角影响较小,均为1 mm/s左右;当光伏组件倾角增加,燃烧产生的熔融滴落物形成池火是造成光伏组件火灾危险性加剧的重要原因。

森林抚育对滇中地区潜在树冠火的影响

通过实地测量和试验室测定,比较森林抚育前后枝下高及火行为的差异,定量分析森林抚育前后发生潜在树冠火的可能性,为定量评价森林抚育效果提供依据。在云南森林自然中心选择5个林班,根据林班森林可燃物分布情况,采取不同森林抚育方式进行森林可燃物调控。通过对5个林班中39个小班森林抚育前后枝下高、可燃物载量等调查,计算出森林抚育前后地表可燃物的热值、林火强度、林火蔓延速度和火焰高度。对比分析结果表明,1)森林抚育前柏木(Cypress)林和华山松(Pinus armandii)林平均枝下高分别为0.30 m和1.43 m,模拟的地表火火焰高度分别为0.34 m和0.67 m。抚育前柏木林和华山松林有很大的树冠火发生隐患;2)抚育后的柏木林,枝下高1.50 m左右,与地表火焰间的距离由-0.04 m增加到1.34 m,较大地降低了高强度树冠火发生的隐患;3)抚育后的华山松林,枝下高2.02 m左右,与地表火焰间的距离增加到1.68 m,高强度树冠火发生的隐患也得到了很大程度降低。通过森林抚育,有效减少了地表可燃物载量和提高枝下高的高度,从而有效降低了发生树冠火的可能性。

防火槽盒保护下电缆火蔓延机理研究

随着经济的快速发展,交通隧道、电缆隧道和城市地下综合管廊等狭长受限空间在方便人们出行和城市管理的同时,也增加了发生火灾危害的可能性。由于综合管廊狭长受限空间结构的特点,导致狭长空间内发生火灾时,烟气会向两端蔓延积累并迅速沉降,因此可能会造成严重的人员伤亡事故。本文以防火槽盒内电缆火蔓延为研究对象,通过对电缆燃烧过程中的火焰形态、火焰尺寸、火蔓延速度、电缆表面温度以及防火槽盒外表面温度展开分析,研究不同电缆间距及电缆根数下电缆火蔓延特征,最终建立预测火蔓延速度的数学模型,实验结果和数学模型预测结果较一致。

管道内障碍物形状对瓦斯爆炸影响的试验研究

为了预防和降低瓦斯爆炸造成的危害,利用自制的水平管道式可燃气体-粉尘爆炸装置模拟矿井巷道,在常温常压下,使用4种不同形状的障碍物,研究瓦斯爆炸压力和火焰传播速度的变化规律。结果表明:障碍物的存在对瓦斯爆炸具有显著影响,增大了爆炸压力和火焰传播速度,改变了爆炸压力变化规律。障碍物形状对瓦斯爆炸影响程度不同,即挡板障碍物使得爆炸压力和火焰传播速度最大,4孔圆环影响最小。

不同宽度及放置角度下聚甲基丙烯酸甲酯的燃烧传热特性

研究了宽度分别为2 cm、3 cm、5 cm和8 cm的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)在放置角度为0°、15°、30°和45°的情况下燃烧传热特性。通过图像分析、红外热像、热电偶测温等技术对火焰形态及燃烧特性参数(火蔓延速度、火焰倾角、火焰高度以及火焰温度等)进行了表征。研究发现,有机玻璃燃烧过程中,热解前锋呈现出U型的特点,宽度越大,其U型演变时间越长。放置角度越大时,火蔓延速度对宽度的敏感性越大,即宽度越大火蔓延速度越大。这主要由于,随着宽度和放置角度的增加,火焰倾角变得越来越小,火焰与材料表面更加贴近,从而促进热量的传递。研究同样发现,在相同放置角度下,平均火蔓延速度受平均火焰高度以及上下波动程度的影响;火焰温度基本上不受宽度影响等特点。

拉萨和合肥环境下不同厚度保温材料XPS的火蔓延特性

分别对不同厚度保温材料XPS在高原地区拉萨和平原地区合肥进行一系列小尺寸火蔓延实验.通过分析在水平放置时,不同厚度保温材料在两地火蔓延过程中一些重要特性参数(火蔓延速度、平均池火长度、火焰侧面积和最高气相火焰温度等)的变化规律,定性地揭示了高原和平原环境对不同厚度保温材料XPS火蔓延特性参数的影响.结果表明,在拉萨火蔓延速度随着保温材料厚度的增加而增加,而在合肥却没有这种规律;无论在拉萨还是在合肥,平均池火长度、平均火焰侧面积均随着保温材料厚度的增加而增加;对于同种厚度的XPS,其在合肥地区的火蔓延速度、平均池火长度、平均火焰侧面积都大于拉萨地区,而最高气相火焰温度在合肥地区却呈现出略低于拉萨地区的特点.

高原和平原环境下宽度对保温材料PS火蔓延特性的影响

分别在拉萨高原地区和合肥平原地区开展了一系列保温材料PS(聚苯乙烯)火蔓延对比实验研究,通过对火蔓延过程中一些重要特性参数(火蔓延速度、表面火焰区和池火区火焰高度等)的测量,分析了高原地区和平原地区保温材料PS的火灾危害特性。结果表明,对于同种宽度的EPS或XPS,在拉萨的火蔓延速度均小于在合肥情况下;而当保温材料的宽度为10cm左右时,在两地火蔓延速度均出现了最小值,这主要为空气卷吸程度与热量损失共同作用的结果。研究同样表明,对于EPS和XPS,在宽度比较小的情况下,无论在拉萨还是在合肥,表面火焰区的火焰高度呈现出略大于池火区火焰高度的特点;随着宽度的增加,池火区的火焰高度逐渐大于表面火焰区的火焰高度,并且具有逐渐增高的特性。

木材燃烧火焰传播的实验研究

借助于实验的方法,对木条燃烧火焰的传播进行了研究,获得若干有益的结论。在大量实验的基础上,总结出火焰传播速度随空间方位、几何尺寸及环境温度变化的经验公式。

微气孔球形药常压传火速度的测试方法

为了简便快速地测试微气孔球形药的常压传火速度,对靶线法、半圆槽法、直管法等传火速度测试方法进行了对比,研究了测试管材料的种类、外界气流、测试管长径比等条件对常压传火速度的影响规律。结果表明,在几种测试方法中直管法操作简便,偏差小,且不受外界气流的影响;随着测试管长径比的增加,直管法测得的传火速度逐步提高;采用底部开口状态测试管得到的测试结果比底部封闭的测试管得到的结果偏大近50%;采用透明的玻璃管作为测试管可以研究传火速度和药粒的点传火现象。采用透明玻璃管测试常压状态下微气孔球形药的传火速度是可行的。

拉萨和合肥环境下不同厚度保温材料EPS火蔓延特性研究

为了揭示保温材料EPS在不同厚度以及不同压力和氧气浓度等条件下火蔓延特性规律,分别在高原地区的拉萨和平原地区的合肥对其进行了火蔓延实验。实验是在小尺寸火蔓延实验台中进行的。通过分析在水平放置时,不同厚度保温材料在两地火蔓延过程中火蔓延速度、平均池火长度、平均最大火焰高度等特性参数的变化规律,定量地揭示了高原和平原环境对不同厚度保温材料EPS火蔓延特性参数的影响。结果表明,保温材料EPS火蔓延速度、平均池火长度、平均最大火焰高度在拉萨和合肥环境条件下,均随着保温材料厚度的增加而增加。同种厚度EPS在两地火蔓延过程中,火蔓延速度、平均池火长度、平均最大火焰高度在合肥地区都高于拉萨地区的特点。

外加辐射条件下水平方向火蔓延的实验研究

论文对存在外加辐射条件下的可燃物表面的水平方向火焰蔓延过程进行了实验研究 ,得到了多种典型可燃材料在不同的加热功率下 ,火焰前锋位置随时间变化的数据 ;分析了外加热情况下 。

垂直壁面火蔓延速率的实验测量

垂直壁面火蔓延过程受材料本身的热物理性质以及外加辐射等复杂因素条件的影响很大 ,论文研究建立了可测量不同材料存在外加辐射条件下的垂直方向火蔓延实验台 ,来研究典型可燃物的垂直方向火蔓延特性 ,观察不同材料之间火蔓延行为的不同 ,同时测定可燃物的火焰到达高度随时间的变化情况 ,得到相应的火焰蔓延速率。同时考虑外辐射情况下对不同材料垂直方向火蔓延过程的影响 。

海拔对聚苯乙烯火蔓延温度场特性影响的研究

为揭示海拔对保温材料火蔓延特性的影响,通过在高原环境的拉萨和平原环境的合肥进行一系列保温材料发泡聚苯乙烯(EPS)和挤塑聚苯乙烯(XPS)火蔓延对比试验,研究材料的放置角度以及大气压力和氧气浓度对其火蔓延过程中温度场的影响。研究结果表明,火蔓延过程中,温度场的温度梯度以及高温区域的面积是影响火蔓延速度的主要因素。就EPS而言,在两地火蔓延过程中,其火蔓延速度均随着放置角度(-30～30°)的增加而增加;而对XPS,在拉萨低压低氧环境中,其火蔓延速度却呈现出随负放置角度(-30～0°)的增大而减小的特点,这主要是受火蔓延过程中特有温度场特性的影响,进而影响其热解前锋的传热量。

微气孔球形药的敏化效应

为了改善微气孔球形药的传火特性,采用浸渍的方法在药粒表面及内孔中吸附不同种类的敏化剂,研究敏化剂种类和添加量对微气孔球形药热分解特性和传火速度的影响。结果表明,敏化剂的引入可以降低样品的热分解峰值温度,在所选的几种敏化剂中敏化剂A对样品热分解峰温的影响最显著。在单基型微气孔球形药中添加5%的敏化剂A,其热分解峰值温度从203.1℃降低到199.5℃;在装填条件下,不同种类的敏化剂均可提高药粒的传火速度,传火速度随着敏化剂添加量的增加而提高;在所选的几种敏化剂中,敏化剂C对单基微气孔药的传火速度影响最大,添加5%的敏化剂C可使样品的传火速度提高近3倍。当添加敏化剂A时,单基微气孔药传火速度的提高幅度明显高于双基型微气孔药;敏化剂A对单基微气孔药的撞击感度影响不大,当添加量小于16%时,撞击感度的变化幅度不超过10%,摩擦感度则随敏化剂添加量的增加逐步提高,当添加量达到16%时样品的摩擦感度可以从58%提高到98%。引入敏化剂来改善微气孔球形药的传火特性是有效的,但添加量不宜太大,否则会对样品的安全性能带来负面影响。

影响木材火焰传播速度特征量的实验研究

木材着火时火焰的传播规律将为木材在火灾场景中的行为提供重要参考,分析了木材燃烧的机理和影响木材燃烧时火焰传播速度的特征量,借助于实验的方法,研究了空间方位角和几何尺寸等特征量对火焰传播速度的影响.结果表明,方位角越小,不同尺寸木条火焰传播速度差别越大;火焰传播速度随方位角的增大而增大;木条宽度越大,火焰传播速度越慢.

热厚材料表面的近极限火焰传播特性

利用窄通道实验系统对低速气流中聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)平板表面逆风传播火焰的熄灭极限和传播速度进行了研究,主要实验参数为气流速度(≤10,cm/s)和氧气体积分数(≤50%,).实验发现,当气流速度和氧气体积分数接近火焰熄灭边界时,连续火焰分裂成为独立的、可稳定传播的小火焰,该现象的存在使材料的可燃范围扩大到连续火焰边界之外.分析表明,经典的热区火焰传播理论不能很好地预测火焰在低速流动中的传播速度,其偏差随着气流速度和氧气体积分数的减小而增大.

初始温度对柴油表面火蔓延的影响

通过自行搭建的液体火蔓延实验系统,运用高速纹影摄像技术和数码摄像机实时记录火蔓延的整个过程,分析了表面流和闪火焰出现的成因;结合微细热电偶测温技术,对火蔓延过程中的油面温升规律、速度变化规律进行了探讨;研究发现当燃油初始温度小于35,℃时,随温度升高,表面流作用被削弱,平均火蔓延速度降低;当燃油初始温度大于35,℃时,火蔓延速度随温度升高而逐渐增大.

乙醇添加比例对乙醇-柴油混合物表面火蔓延的影响研究

实时记录了不同比例乙醇柴油混合燃料的火蔓延过程,对蔓延火焰的外貌结构、火蔓延模式、火蔓延速度以及油面温升规律等进行了探讨。研究发现,当乙醇添加比例<10%时,混合燃料火焰低速脉动蔓延,火焰前锋油面下方存在表面流,火蔓延速度变化幅度比较小,燃料表面的升温速率随初温的升高而升高;当乙醇添加比例≥10%时,火焰稳定蔓延,表面流消失,火蔓延速度会随着燃料初温的升高而降低,燃料表面的升温速率随初温的升高而降低。

油罐内火焰快速探测系统研究

为填补目前油罐内火焰快速探测系统研究的空白,开发出一种基于紫外与红外的复合型储罐火焰探测器并研究探测器在罐顶的布置方式。首先,通过试验研究酒精和正庚烷的火焰传播特性;然后,根据试验中的火焰蔓延速度确定探测器的性能参数;最后,通过探测器的探测角度、探测距离和储罐的尺寸信息等设计探测器的布置方式。研究表明:常温常压下酒精和正庚烷的火焰蔓延速度分别为2.2～2.4 m/s和1.5～1.7 m/s,且不受油池尺度和液层厚度的影响;探测器的性能参数满足储罐火灾快速探测的要求;4种布置方式高效可靠。

坡度对林火蔓延的影响

选取云南省安宁市林地为标准样地,室内完成林下可燃物含水率测定和林火蔓延模拟试验。以不同坡度采集的样本在相对应的坡度上进行燃烧试验,在火焰边缘5cm处采集辐射热,在燃烧床以平均10cm处记录燃烧时间,采用红外手持温度仪来回扫描,记录显示的最高温度。结果表明,随着坡度的增加,辐射热增加,燃烧时间减少,火焰高度增高,燃烧区温度增高,林火蔓延速度加快。