火災(zāi)蔓延綜合分析ppt課件(已修改)
2025-05-17 02:09 本頁面
【正文】 防火防爆 河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 三、可燃固體表面的火災(zāi)蔓延 相對于氣體可燃物和液體可燃物而言，固體可燃物的燃燒過程比較復(fù)雜。因此，固體可燃物的火災(zāi)蔓延過程也比較復(fù)雜。 （一）塑料棒的火災(zāi)蔓延 為了簡化問題，先以塑料棒或板等單一試件為例，分為三種情況：上端著火，火向下蔓延；下端著火，火向上蔓延；中間著火，火向兩邊蔓延。中間著火實際上就是前面兩種情況的綜合，這里不單獨介紹。圖 220為上或下端著火后，火蔓延的過程圖。 從圖可以看出，著火的部位不同，傳熱情況不同，所以火蔓延的速度也不同。在無相對風(fēng)速條件下，下端著火、火向上蔓延時，因燃燒后的高溫燃氣流經(jīng)未燃燒部分的表面，所以對流換熱作用很強，未燃燒部分通過對流傳熱能從高溫燃氣得到更多的熱量，對未燃燒部分的熱解、氣化有利，因此火的蔓延速度快；而上端著火，火向下蔓延時，因為高溫?zé)煔獠涣鹘?jīng)未燃燒部分，對未燃燒都分的傳熱量少，因此火的蔓延速度就慢。 （二）板的火災(zāi)蔓延 板的厚度對火蔓延速度有較大影響 。 當板厚較小時，向預(yù)熱區(qū)的傳熱方式主要為氣相傳熱；當板厚較大時，向預(yù)熱區(qū)的傳熱方式主要為固體內(nèi)部傳熱 。傳熱方式的變化導(dǎo)致火蔓延速度的變化。圖 221為有機玻璃板火蔓延速度與厚度的關(guān)系。板厚度增加，火蔓延速度減?。话搴穸瘸^某一值后，火蔓延速度趨于某一常值。 根據(jù) 火蔓延速度 （ VF）、 板厚度 、 板表面溫度（ Ts）三者之伺關(guān)系的研究結(jié)果，在板厚度較小時，火蔓延速度與固體可燃物的氣化溫度（ Tv）同固體可燃物的表面溫度差（ TvTs）成反比；在板厚度較大時，火蔓延速度（ VF）與 (TvTs)2 成反比。 這說明：對于厚度大的固體可燃物，其表面溫度對火蔓延速度有顯著影響。 下圖為下端著火，向上蔓延火的熱分解、氣化區(qū)的擴大速度（ Vp）與著火距離之間的關(guān)系。 圖中所示的實驗結(jié)果表明： 熱分解、氣化區(qū)的擴大速度隨著火距離的增大而增大。 火焰在距離著滅點 1015mm處從層流火焰轉(zhuǎn)變?yōu)橥牧骰鹧妫院鬅岱纸?、氣化區(qū)的擴大速度（火蔓延速度）隨著火距離（ x）成正比增大。這充分體現(xiàn)了已燃高溫燃氣的預(yù)熱效果，而這種效果是一種綜合效果，需要注意各種參數(shù)之向的相互關(guān)系。 當改變材料的種類時；固體可燃物內(nèi)部熱流的分布規(guī)律變化不大，但相對位置和絕對值都有明顯的變化。 這表明：火焰形狀和最高溫度都有變化，并引起傳熱關(guān)系的變化，特別要注意對流傳熱項相對重要性的變化。 前面所討論的塑料棒或板的燃燒， 只涉及到材料的兒何形狀、著火位置、環(huán)境條件等對燃燒過程的影響 ，而役有考慮燃燒過程中固體可燃物受熱后液化或結(jié)焦的影響。受熱后液化的可燃物，其燃燒特性其有液體燃料燃燒特性。受熱后結(jié)焦的可燃物，會在表面形成一層焦殼，焦殼一般都具有較強的隔熱性，可使內(nèi)層物質(zhì)不受高溫的影響。所以對上述兩種情況燃燒特性的討論必須結(jié)合可燃物的性能進行。由于可燃物種類繁多，使得此項工作難進行，目前多采用實驗測量辦法給出實驗數(shù)據(jù)。 由于實驗中采用的試件尺寸較小，用于大試件時應(yīng)作適當修正，必須考慮熱輻射的影響。尤其在環(huán)境氧氣濃度較大時：燃燒速度較快、火焰溫度較高，燃燒放出的熱量較多地返回可燃物表面，起到使燃燒速度加快的作用；另外，因揮發(fā)份產(chǎn)生速度的增加，在可燃物表面形成了一層揮發(fā)份，這層揮發(fā)份吸收了火焰的輻射熱，同時揮發(fā)分的流動又降低了可燃物表面的對流傳熱，所以還有減慢燃燒速度的作用。 （三）木材等天然固體可燃物表面的火災(zāi)蔓延 火焰沿橫紋方向的蔓延速度大于順紋方向的蔓延速度，大約 。 在森林火災(zāi)和建筑火災(zāi)中的木質(zhì)可燃物，沿橫紋方向燒損程度往往比較嚴重，就是這個道理。因此，木材的燒損程度應(yīng)當用燒痕的深度來表示，而不宜用燒痕的面積來表示，這對判斷過火林木的使用價值有重要意義。 木材尺寸（可理解成樹木的年齡）、木條傾斜角、樹種等都對火蔓延速度有顯著影響。 在木條有傾斜角時，木條橫截面的高度與厚度對火蔓延速度的影響并不相同。厚度增加時，火蔓延速度下降；高度增加時，火蔓延速度增加。這是因為高度增加時，相當于垂直方向的長度增加，所以火焰對上部木條的預(yù)熱作用加強，導(dǎo)
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