助燃剂对木垛火燃烧特性影响研究-中国工程科学.PDF

２００７ 年２ 月 中国工程科学 Feb．２００７ 第９ 卷第２ 期 Engineering Science Vol畅９ No畅２ 研究报告 助燃剂对木垛火燃烧特性影响研究 张小芹， 宗若雯， 方廷勇， 王荣辉， 廖光煊 （中国科学技术大学火灾科学国家重点实验室， 合肥　 ２３００２６） ［摘要］ 　 采用木垛火作为火源， 比较添加与未添加助燃剂两种情况下其燃烧特性， 研究助燃剂对可燃物燃烧 特性的影响。 实验在符合ISO ９７０５ 标准的ISOROOM装置中进行， 测量包括热释放速率、 质量损失速率、 房间内 温度场、 烟气中组分的质量分数等多个物性参数。 同时对该过程进行了计算机数值模拟， 其结果与实验结果符 合较好。 ［关键词］ 　 木垛； 助燃剂； 全尺寸； 燃烧特性； 数值模拟 ［中图分类号］ X９２８畅７　 　 ［文献标识码］ A　 　 ［文章编号］ １００９－１７４２ （２００７） ０２－００９０－０８ 究添加与不添加助燃剂两种情况下各自的燃烧特 １　 前言 性。 通过比较其燃烧特性的不同， 研究助燃剂对可 纵火案往往造成生命和财产的严重损失。 １９９４ 燃物燃烧特性的影响， 为纵火案的调查提供一定的 年， 据美国国家防火协会统计， 美国每年火灾造成 理论基础。 实验在符合ISO ９７０５ 标准的 ISO ROOM 的损失达到６ 亿美元， 其中 ２０ ％ 的火灾是由于纵 装置中进行， 测量其物性参数， 同时对该过程进行 火导致的， 每年约１０７ ８００起纵火案被报道， ５５０ 人 了计算机数值模拟， 数值模拟的结果与实验结果符 ［１］ 合较好。 丧生 。 汽油、 柴油、 油漆等系列石油类助燃剂， 由于其廉价性而且容易获得， 被纵火者广泛采用。 ２　 实验及数值模拟方法 可燃物燃烧的热释放速率对火灾过程中其他参 数的发展具有决定性的影响， 因此， 对火灾科学的 2畅1 　 实验装置 试验研究而言， 确定一种稳定、 复现性较好的标准 图１ 是ISO ROOM 主体实验装置示意图， 它是 ［９］ 火源具有重要意义。 木垛是由固定截面积的木棒交 按照IS０ ９７０５ 标准建造的全尺寸标准燃烧间 ， 内 叉排列堆成的垛体结构。 木垛火具有很好的复现 尺寸为３畅６ m× ２畅４ m× ２畅４ m， 墙的四周和顶棚都 性， 在目前许多火灾实验中也经常采用木垛作为火 由砖混结构组成， 内衬１５ mm 厚的耐火石棉板， 源， 有的研究机构还将其作为一种火灾试验的标准 门尺寸 （高× 宽） 为２畅０ m× ０畅８ m， 位于北墙的中 火源［２ ，３］ 。 央， 目的是使集烟罩能够收集房间内的燃烧产物。 从国内外发表的文献来看， 对纵火案的研究主 集烟罩开口尺寸为３ m× ３ m× １ m， 位于标准燃烧 要集中于各类助燃剂的痕量检测以及研究更好的检 间的外部， 它的上方与排烟管道相连接。 排烟管道 测方法方面， 而采用全尺寸实验模拟的方法， 来研 的内径为４００ mm， 管长４畅８ m。 测量段在排烟管道 究助燃剂对可燃物燃烧特性的影响则较为鲜 后半段