薄型可燃物竖向燃烧特性研究

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1、硕士学位论文薄型可燃物竖向燃烧特性研究ResearchonUpwardCombustionCharacteristicsofThermalThinMaterial作者：蔡维维导师：朱国庆教授中国矿业大学二〇一五年四月中图分类号TU998.1学校代码10290UDC620密级公开中国矿业大学硕士学位论文薄型可燃物竖向燃烧特性研究ResearchonUpwardCombustionCharacteristicsofThermalThinMaterial作者蔡维维导师朱国庆申请学位工学硕士培养单位安全工

2、程学院学科专业安全科学与工程研究方向建筑火灾防护答辩委员会主席蒋曙光评阅人二〇一五年四月论文审阅认定书研究生蔡维维在规定的学习年限内，按照研究生培养方案的要求，完成了研究生课程的学习，成绩合格；在我的指导下完成本学位论文,经审阅，论文中的观点、数据、表述和结构为我所认同，论文撰写格式符合学校的相关规定，同意将本论文作为学位申请论文送专家评审。导师签字：年月日致谢Acknowledgements时光荏苒、岁月如梭，转眼间三年的研究生生活即将结束。值此论文完成之际，谨向所有在我攻读硕士研究生期间在学业

3、、工作和生活中给予帮助和支持的人们表示衷心的感谢。首先要感谢我的导师朱国庆教授。自入学以来，正是朱老师的悉心指导和谆谆教诲，让我在学术研究与生活中受益匪浅，并将使我受益终身。朱老师高度严谨的治学态度、活跃创新的科学思维、精益求精的工作精神、厚德载物的高尚品德都是我学习的榜样，也是老师传授给学生的最宝贵的财富，令我终身受用。在此，向我的导师致以深深的敬意。衷心感谢我的同学朱辉、黄金磊、李俊毅、陆峰、李迁、何路、昝文鑫、郭峰、高云骥、陈清泉、谷思念、杜长宝等人在实验中给予我的宝贵支持和帮助，同时特别感

4、谢我的同学张国维、刘淑金、殷飞、冯瑶、俞梦玮、张磊、韩如适、李利敏、张雪球、张媛媛等人在我学习、生活上的关心与帮助，是他们让我感受到了团队的力量和友情的可贵，感谢我的室友刘静在日常生活中给我的关心和帮助，是她在我困惑时给我积极向上的鼓励和引导，正是他们的帮助和大力支持，我才得以顺利完成论文。衷心感谢我的父母、亲人和所有朋友。特别感谢父母多年来的养育之恩，他们无私的奉献和默默的关怀是对我学业最大的支持和鼓舞！最后，我要感谢参与我论文评审和答辩的各位老师，他们给了我一个审视三年来学习成果的机会，使我查

5、找出自身的不足，从而明确今后的努力方向，可以说他们对我的帮助是一笔无价的财富。我将会在今后的工作、学习中加倍努力，以期取得更好的成绩来回报各位老师、回报社会。再次感谢他们，祝各位老师一生安康！摘要随着社会的发展与进步，人们的审美要求逐渐提高，薄型饰品在公共建筑装修方面的应用越来越广泛，如薄型木板、合成塑料薄板、有机玻璃、装饰帘布等等，尤其是有机玻璃由于其独特的性能得到众多厂家的青睐。这些材料多数属于薄型易燃材料，一旦着火，将会迅速地向上蔓延点燃更多的可燃物，具有较大的火灾危险性。而目前国内外对热薄

6、型材料的竖向火蔓延的研究成果多数是基于某种尺寸材料的墙面火贴壁竖向燃烧实验或者双面临空悬挂燃烧实验数据得到的，对于介于二者之间的受限条件，即可燃物与墙体之间留有空隙的条件下的燃烧状况缺乏定性和定量的分析研究。然而大量薄型可燃物的布置方式恰恰就是和墙体间留有部分空隙，如商场外墙大型塑料广告牌的安装等等。此种布置方式往往比临空或者单纯的贴壁燃烧更为复杂，具有更大的火灾危险性，因此很有必要对不同受限条件下薄型可燃物的竖向火灾蔓延特性展开进一步的研究。本文利用小尺寸燃烧特性实验、探索性火蔓延试验结合数值模

7、拟计算的方法，研究典型薄型可燃物的基础燃烧特性和不同燃烧条件下的竖向燃烧火焰传播特性。实验研究了薄型有机玻璃聚甲基丙烯酸甲酯薄板的初始热解温度为340℃，最大质量损失速率处的温度约为375℃，有效燃烧热为24.4MJ/kg。通过设计薄型材料竖向火蔓延试验，控制薄型可燃物与墙体的水平距离，展开12组36次燃烧实验，探究了PMMA薄板在受限距离分别为0mm、2mm、4mm、5mm、7mm、10mm、13mm、16mm、19mm、22mm、25mm以及双面临空燃烧条件下的表面火蔓延特征。实验发现火焰高度

8、和火焰传播速率首先随着受限距离的增大而增大，达到临界值之后，随着受限距离的增大而减小；随着受限距离的增大，背面火焰高度迅速窜高，高于正面火焰高度，达到临界值后，背面火焰高度逐渐减小，最终保持和正面火焰相同的高度。通过分析不同受限距离燃烧过程中的火蔓延痕迹、燃烬段距离、热解前沿位置以及火焰高度的变化规律等数据，最xabtci的规律，终获得竖向燃烧的燃烬高度、热解高度、火焰高度的时间函数满足iii蔓延速率满足vbctci1的规律，相关系数R2为0.9以上；计算分析发现，火