热颗粒和热辐射共同作用阴燃点燃松针燃料床:数值研究

建立了热颗粒和热辐射共同作用下阴燃点燃松针燃料床的二维数值模型,计算得到了热颗粒和热辐射单独点燃以及共同作用点燃的临界条件,分析了燃料床的点燃过程。与前人实验数据对比表明数值模型能够较好预测临界点燃条件。金属热颗粒单独作用时点火所需的临界温度与颗粒直径呈双曲线关系。金属热颗粒与热辐射共同作用时,临界辐射热通量呈现出随颗粒温度和直径的增加而显著减小的趋势。热辐射持续供热能有效维持表层炭氧化反应,两者共同作用下点燃危险性增加。研究同时发现,燃料含水率对共同作用下的临界辐射热通量有较大影响。

热金属颗粒对地表森林可燃物的传热仿真分析

为研究导线短路熔化形成的热金属颗粒对地表森林可燃物的传热机理,本文通过有限元仿真技术,基于传热学理论,建立热金属颗粒与地表可燃物间的传热仿真模型,将坠落在地面的热金属颗粒作为热源,考虑热传导、对流和辐射的作用,利用正交试验分析颗粒材质、环境温度、落地温度与熔点的比值、颗粒球心嵌入深度倍数和颗粒半径对可燃物加热过程的影响。结果表明,颗粒材质、落地温度与熔点的比值、颗粒半径是影响引燃的主要原因,且铜质颗粒在坠落后对可燃物的引燃能力更强。此研究为避免热金属颗粒引起森林火灾提供参考。

电气故障引发的森林火灾研究现状及展望

近年来,坐落于森林中的电力设施与其周边环境已构成一类新的“森林-城镇”交界域。输电线随风摆动,易碰撞发生短路故障,电弧的热量将导线金属熔化,形成的热金属颗粒坠落到地表时,剩余热量较高将直接引燃可燃物,造成森林火灾。热金属颗粒的引燃过程是一个连续的过程,可以基于连续性理论、质量守恒定律和能量守恒定律,通过将导线熔化所形成的热金属颗粒作为传递媒介,得到短路故障与热金属颗粒引燃形式间的关系。本文将从该角度出发,对国内外关于此类问题的相关研究进展进行梳理,总结现有的实验方法及理论建模过程。再分析现有研究中存在的不足,并借鉴相关领域的研究成果针对性地进行补充,最后对该火灾发生过程的未来研究方向进行展望。