西藏与内地古建筑常用木材燃烧特性对比研究

为研究西藏高海拔条件对古建筑火灾的影响,分别在拉萨与廊坊进行了中等规模木垛燃烧实验。测得了木垛燃烧的质量损失速率、火焰高度和燃烧温度,并分析了空气中氧气含量和大气压力对木垛引燃和燃烧的影响。实验表明：在拉萨低气压条件下,木垛引燃难度加大、燃烧时间增加、质量损失速率降低、木垛中心温度降低。     

不同几何边界的航煤油池火灾燃烧特性

利用不同尺度的方形和圆形油池,在油池火燃烧特性综合实验台架上开展航空煤油池火灾燃烧特性研究,重点分析了热释放速率、发烟速率、总产烟量和火焰温度等燃烧特性参数的变化规律。结果表明:在根据热释放速率划分的燃烧阶段中,方形油池火灾存在台阶上升阶段,并分析了其产生的机理;相同燃烧面积条件下,方形油池火灾产烟量大,燃烧效率低于圆形油池;油池火灾火焰轴向温度分布的测试结果与前人结论吻合较好,总体呈中下部根部上部的趋势,且方形油池的燃烧温度低于圆形油池。实验为有效预防和快速控制多尺度形状的航煤油池火灾提供了参考。     

室内装饰织物燃烧特性研究

室内装饰织物因其容易点燃、燃烧速度快、蔓延迅速等燃烧特性,对室内火灾的发展蔓延及火灾危害都有重要影响。运用锥形量热仪对棉麻、涤纶、帆布、泡纱、条绒等5种室内装饰织物的燃烧性能进行了实验研究,测量了室内装饰织物在不同热辐射条件下的燃烧特性,并对实验数据进行图像拟合,通过具体的实验数据和图像分析比较了5种室内装饰织物在不同热辐射条件下的点燃时间、热释放速率、质量损失速率、比消光面积及CO生成量。最后得出了各种织物的火灾危险性相对大小。     

电缆高辐射热通量下燃烧性能实验研究

利用锥形量热仪对国产典型PVC电缆进行实验研究,分析其在高辐射热通量条件下的热释放速率（HRR）、质量损失速率（MLR）、比消光面积（SEA）、CO产率、火灾性能指数（FPI）、点燃时间（TTI）随直径的变化规律,以及不同热辐射通量对这些燃烧参数的影响。实验结果表明：在相同实验条件下,PVC电缆的HRR、MLR、SEA、CO产率均随直径的增大而增大,FPI随直径的增大而减小,火灾危险性增大;电缆直径的变化对点燃时间影响不大;随着热辐射通量的增大,PVC电缆的点燃时间缩短,HRR、MLR增大,其峰值也增大,烟释放速率（SPR）和总烟释放量（TSR）增加,FPI减小,火灾危险性增大。     

竖直狭缝内泡沫材料火蔓延的数值模拟研究

用FDS软件对泡沫材料在竖直狭缝内的火蔓延进行模拟计算。计算结果表明竖直火蔓延速度在狭缝宽度为6 cm时最大,而4 cm和8 cm情况下大约相同。对不同时刻壁面火焰的高度数据进行线性拟合,得出狭缝内泡沫层燃烧的火焰高度和单位宽度热释放速率关系为幂次的函数关系,其形式和前人的结论公式基本相同。但是,由于狭缝的作用和点火源的形式不同而存在一个单位宽度热释放速率校正的参数b。同时,由于通风受限,相对于开放空间,狭缝空间内火焰的高度随热释放速率的增加增长较慢。     

油品燃烧火焰光谱特性模拟实验研究

针对油料火灾在预警消防上存在的反应不灵敏、识别准确率不高等问题,构建了基于发射光谱分析法的光谱特性模拟实验系统,通过Mcpherson公司Model 234/302真空紫外光谱仪对0号柴油和航空煤油燃烧火焰光谱进行了初步研究,并与蜡烛燃烧火焰光谱进行了对比分析,得到200~550 nm波段上油品燃烧火焰光谱以及发射光谱谱峰的主要自由基离子,验证了Fenimore关于碳氢燃料快速型NO理论的正确性。     

庚烷油池火对外热效应理论分析和仿真研究

为揭示火场中火源对外部空间的热传递规律,以开放空间庚烷油池火燃烧为例,结合油池火热平衡方程建立了油池火热传递简化模型,提出了油池火对外热效应的计算公式;使用庚烷油池火CFD模型,仿真分析了稳定燃烧阶段油池火对外辐射效应,并对油池火对外热效应进行了理论分析和验证。研究结果表明:基于烟羽流对外热效应的热传递理论模型能够对不同热传递方式进行估算,反应火场中热传递规律。在中大尺度油池火燃烧过程中,油池火对外热效应主要是指火羽流热辐射和热对流效应,其中稳定燃烧阶段热对流约占总热量的60%,是中大尺度火灾蔓延的主导因素。     

房门突然打开对腔室火灾影响的数值模拟

影响腔室火灾发展的因素很多。采用大涡模拟的方法对带门缝的腔室火灾特性进行数值计算研究。计算分析腔室内门缝火发生过程中的热释放速率、压强和温度等物理参数的变化，并进一步模拟分析房门突然打开对腔室火灾发展产生的影响。结果表明，由于门缝的存在使腔室火灾燃烧状况发生一定的变化，影响到火灾的发展；房门的突然开启致使大量的可燃烟气发生强烈的回燃，给消防人员入室灭火带来极大威胁。     

细水雾灭室内池火实验研究

实验研究了燃烧热释放速率和腔室开口面积对细水雾灭室内池火的影响.结果表明,开口面积一定时,灭火时间随池火燃烧热释放速率先减小后增大;燃烧室全封闭时,灭火时间随燃烧热释放速率单调下降.当燃烧热释放速率一定时,开口面积越小,极限氧气浓度越低,表明燃烧产物对燃烧的抑制作用增加;开口面积一定时,随着燃烧热释放速率的增加,极限氧气浓度出现先减小后增大的变化规律,表明水雾对燃烧的抑制作用先降低后增加.     

粉末燃料冲压发动机内镁粉尘云层流燃烧模型

对粉末燃料冲压发动机预燃室内镁粉尘云燃烧过程进行了研究,建立了镁粉尘云的一维层流预混燃烧模型。研究表明,镁粉尘云层流火焰传播很稳定,燃烧过程中火焰结构基本不变,燃烧区很薄,而预热区厚度约是燃烧区的2-3倍。粉尘云中镁颗粒的蒸发和气相镁与氧气的均相反应是产生火焰的直接原因,也是火焰得以传播的关键。预热区气相温度升高主要靠燃烧区气体的导热和扩散过来的气相镁与氧气反应释放热量,而预热区颗粒相温度升高主要靠气相对其对流传热。分析了各参数对粉尘云燃烧的影响,颗粒相对浓度对粉尘云燃烧的影响比较复杂,在浓度较低的情况下,增大颗粒相对浓度有利于粉尘云快速燃烧;而在浓度较高的情况下,增大颗粒相对浓度则不利于粉尘云快速燃烧。随颗粒粒径的增加,火焰传播速度减小,火焰温度升高,预热区厚度增大。火焰传播速度和火焰温度随粉尘云初温增加线性增长,预热区厚度随粉尘云初温增加抛物线增长。数值模拟与文献中试验结果的变化趋势相一致。     

固冲发动机补燃室凝相碳颗粒燃烧研究

应用改进的移动火焰锋面(MFF)模型,分析了环境压力、温度等参数对碳颗粒燃烧过程的影响。在此基础上,研究了固冲发动机补燃室内碳颗粒的燃烧过程,得到了固冲补燃室环境中的碳颗粒燃烧特性,并通过固冲直连式试验验证了数值模拟结果。结果表明:补燃室中大部分碳颗粒在进气道出口附近燃烧。     

水雾对丙烷气体火焰冷却压制作用的实验研究

为了深入研究水雾对丙烷气体火焰的冷却压制效果,构建了水雾对丙烷气体火焰的冷却压制平台,并对无水雾作用和有水雾作用下火焰燃烧区域附近温度进行了对比研究,结果表明:丙烷气体燃烧过程没有燃烧初级阶段,直接进入全面燃烧阶段;丙烷等气体燃烧极易出现顶棚射流现象,而地面附近处温度相对较低,同时丙烷气体火焰扑救困难,水雾只有100%隔离空气才可将气体火灾控制住。研究还发现,水雾具有良好的气体火焰冷却功能,但其产生的水蒸气对人员安全构成严重威胁。鉴于此,给出了丙烷等气体火灾扑救工作中需要注意的若干问题。     

典型外墙保温材料火灾特性的微燃烧量热仪实验研究

通过对我国建筑保温材料的调研与分析,选取了未经阻燃处理的XPS、EPS和PU建筑外墙保温材料,以及经过卤素阻燃处理的PU,采用微燃烧量热仪,对其典型火灾参数(燃烧组成值、热释放速率峰值、总热释放量和点燃温度)进行了实验分析.结果表明,同样未经阻燃处理的PU材料的燃烧组成值和热释放速率峰值不足PS材料相应火灾参数值的1/5,PU相对更显火灾安全性.此外,经过卤素阻燃的PU各释热相关参数值较小.     

LPG储罐区池火灾危险性分析及扑救对策

综合SFPE推荐的池火灾火焰热辐射计算模型,结合热辐射伤害破坏准则,分析了LPG储罐区池火灾的危险性,应用该方法计算分析了某LPG站发生池火灾时的伤害破坏范围。根据计算分析结果,在扑救LPG储罐区池火灾的过程中,对于按照有关国家标准规定的防火距离布置的LPG储罐区,仍然需要重点冷却着火罐及相邻罐,防止长时间火焰热辐射作用导致储罐破裂,发生沸腾液体扩展蒸气爆炸,同时,确定了消防人员和装备的安全距离。     

空气/煤油/水燃气发生器点火特性试验研究

燃气发生器是超燃冲压发动机地面试验系统中的关键设备,为提高系统安全性和经济性设计了空气/煤油/水燃气发生器,在富燃状态下进行了一系列点火试验,试验结果表明：该型燃气发生器,实现可靠点火的余氧系数下限为0.51;水的加入使得化学反应速率和火焰传播速度降低,燃气发生器点火和火焰稳定困难,提高余氧系数可以提高点火可靠性。同时水的加入容易引起燃烧不稳定,通过提高余氧系数可消除低频不稳定燃烧。     

空气/煤油/水燃气发生器点火特性试验

燃气发生器是超燃冲压发动机地面试验系统中的关键设备,为提高系统安全性和经济性设计了空气/煤油/水燃气发生器,在富燃状态下进行了一系列点火试验,试验结果表明:该型燃气发生器,实现可靠点火的余氧系数下限为0.51;水的加入使得化学反应速率和火焰传播速度降低,燃气发生器点火和火焰稳定困难,提高余氧系数可以提高点火可靠性。同时,水的加入容易引起燃烧不稳定,通过提高余氧系数来消除低频不稳定燃烧。     

小汽车火灾燃烧特性及影响因素研究

在系统调研国内外全尺寸小汽车火灾试验的基础上,对小汽车火灾燃烧特性及影响因素进行了分析,提出了点火时间、燃烧持续时间、发展到HRR峰值所用时间、HRR峰值、热释放总量、单位可燃物热释放值等反映小汽车火灾燃烧特性的6个主要参数,并分析了对小汽车火灾燃烧特性产生较大影响的小汽车本身的燃烧性能、点火部位和点火方式、试验空间的围合状态以及油箱材质和油料数量等主要影响因素。     

大气压力对火灾烟气影响的数值模拟

对环境大气压力不同的室内火灾分别进行了数值模拟，得到了两种环境条件下的火源热释放速率、温度、烟粒子浓度、CO浓度的变化数据，并对模拟结果进行了详细的分析与比较。研究结果表明：大气压力较低的地区，发生火灾时，燃烧不充分，热释放速率的两个峰值相距较近，稳定燃烧阶段短；烟气温度比常压地区低；烟粒子浓度变化不明显；CO浓度明显大于常压地区，因此烟气的毒性是低压地区威胁室内人员生命安全的重要因素。     

利用OH-PLIF技术显示超声速燃烧的火焰结构

针对在来流马赫数为1.72的空气来流中横向喷注氢气发生超声速燃烧的流场,利用平面激光诱导氢氧基荧光(OH-PLIF)技术,对超燃燃烧室中三个不同的流向截面进行了二维成像测量。选择波长为283.553nm的染料激光倍频光作为激发光,可近似认为获得的OH基荧光信号强度与OH基的摩尔分数成正比。瞬态的OH基PLIF图像揭示了超声速燃烧火焰结构具有高度湍流特性,在凹腔内部存在稳定的燃烧区,为整个燃烧反应提供值班火焰,起到了促进和稳定超声速燃烧的作用。超燃火焰在沿流向传播的同时还沿径向传播,凹腔展向尺度增大时火焰沿流向的火焰区会有所减小。     

固冲补燃室团聚硼颗粒燃烧试验

研究团聚硼颗粒在补燃室中的点火燃烧对提高固冲发动机性能具有重要意义。通过试验模拟固冲发动机工作过程的方法,开展了补燃室流场条件下的团聚硼颗粒点火燃烧试验。结合高速火焰图像处理技术和流场参数测量结果,对试验中团聚硼颗粒的点火燃烧状态、火焰结构以及颗粒尺寸变化等进行了分析,获得了补燃室燃气温度和氧气含量等因素对团聚硼颗粒点火燃烧过程的影响机制。对燃烧残渣进行了分析,发现燃烧前后颗粒尺寸变化不大,燃烧过程中高温气流可能进入了颗粒内部并与硼颗粒发生反应。