铺层结构对碳纤维/环氧层压板火反应特性的影响

利用锥形量热仪,垂直/水平燃烧速度测试仪、极限氧指数测定仪研究了单向、织物两种铺层结构对碳纤维/环氧层压板火反应特性的影响。结果表明,随热辐射强度的增加,不同铺层结构碳纤维/环氧层压板的点燃时间均缩短,质量剩余率降低,热释放速率、产烟速率峰值均增加,达到峰值时间变短,总热释放量和总烟释放量增加;在相同热辐射强度下,相比于织物铺层结构,单向铺层结构的碳纤维/环氧层压板点燃时间较长,质量剩余率较高,热释放速率、产烟速率峰值较高,达到峰值时间提前,总热释放量和总烟释放量较低。此外,两种铺层结构中织物铺层结构的层压板火焰蔓延速度较慢,铺层结构对极限氧指数影响较小。     

不同铺层方式碳纤维/环氧复合材料的燃烧特性

利用锥形量热仪研究了不同铺层厚度和不同铺层角度碳纤维/环氧复合材料的点燃时间,热释放速率以及质量损失三种燃烧特性参数。结果表明,随着铺层厚度的增加,碳纤维/环氧复合材料的点燃时间延长,热释放速率峰值升高且达到峰值的时间提前,质量损失减小但质量损失速率增大,且这种规律在铺层厚度较大时更加明显;铺层角度对于碳纤维/环氧复合材料的燃烧特性影响作用不明显。     

典型汽车内饰材料的燃烧特性研究

采用锥形量热仪实验对涤纶面料丙纶玻璃纤维板、涤纶面料丙纶麻纤维板和 PVC 革丙纶麻纤维板 3 种典型汽车内饰材料在 25、35、50 kW/m2 热辐射强度下的点燃时间、质量损失率、热释放速率等燃烧特性参数进行研究,并选取点燃预测模型计算材料的临界热辐射强度,使用轰燃倾向指数和热释放总量评价其潜在火灾危险性。结果表明,在实验热辐射强度下,涤纶面料丙纶麻纤维板质量损失百分率最大,结构完整性最差;涤纶面料丙纶玻璃纤维板平均点燃时间最短,临界热辐射强度最小,最容易被引燃;PVC 革丙纶麻纤维板热释放速率峰值最大,火灾性能指数最小,发生轰燃的可能性最大。     

聚丙烯腈织物热稳定性与燃烧特性研究

对聚丙烯腈(PAN)织物在空气气氛下的热稳定性和3种热辐射强度下的燃烧特性进行研究。结果表明,PAN织物在空气气氛中的热分解过程主要包括3个失重阶段;随着热辐射强度的增大,PAN织物点燃时间有所提前,热释放速率和产烟率的峰值均得到了一定程度的提高,到达峰值的时间均有不同程度的提前,质量损失率增加,且初始热分解时间提前;当热辐射强度为25 kW/m2时,PAN织物的燃烧不充分,烟密度最大;热辐射强度越大,烟气扩散越快,且PAN织物的火灾性能指数值减小,火灾增长指数值增大;PAN织物具有较高的火灾危险性。     

喷涂油漆在薄金属表面燃烧特性研究

摘 要：通过锥形量热仪研究了喷涂油漆在薄金属表面的燃烧特性。选用35,50,65,80 kW/m2共4种热辐射强度,得到点燃时间、热释放速率、CO释放速率等参数。结果发现：薄金属表面油漆为典型的热薄型固体,点燃时间的倒数与热辐射强度呈线性关系。喷涂层数越多,引燃所需的热辐射强度越小,火灾危险性也越高,试验得到1层喷涂、2层喷涂和3层喷涂的临界热流强度分别约为30.8,10.0,5.0 kW/m2。热释放速率呈现出双峰特性,第一峰值和第二峰值随热辐射强度呈线性增长关系,且峰值随喷涂层数的增加而增加。CO释放速率则呈现出3个峰值。随着热辐射强度增加,各样品的火灾性能指数不断降低,火灾蔓延指数不断升高,火灾危险性增加。     

热辐射强度对棉花燃烧特性的影响

利用锥形量热仪对两组质量为10、20g的棉花进行了热辐射点燃实验,热辐射强度分别选取35、30、25、20、15、10、5、4、3、2kW/m²,对其热释放速率曲线、总热释放量曲线、燃烧残留物形貌和残余质量进行了对比分析。研究结果表明：棉花明火燃烧时总是同时存在阴燃,明火燃烧的热释放速率峰值高于同条件下阴燃的热释放速率的最大值,随其规模程度的增大而增大。阴燃的热释放速率曲线没有峰值,热释放持续的时间较长。尺寸100mm×100mm×24mm、质量10g棉花样品的临界点燃热辐射强度为2~3kW/m²;尺寸100mm×100mm×24mm、质量20g棉花样品的临界点燃热辐射强度为4~5kW/m²。随着堆积密度、相对湿度增加,临界点燃热辐射强度提高。     

热辐射通量对谷物粉尘燃烧特性的影响

为研究热辐射通量对谷物粉尘燃烧特性的影响,以可食用玉米淀粉为研究对象,采用锥形量热仪(CONE)研究不同热辐射通量对热释放速率、质量损失速率、烟气温度、引燃时间等的影响。原料分别过120、140、160、180、200目标准筛进行筛分,于22、24、26、28、30 kW/m~2热辐射通量下进行点火燃烧实验。结果表明:相同测试条件下,玉米淀粉热释放速率峰值随热辐射通量的增大而增加,30 kW/m~2时峰值强度增大至最大80.293 6kW/m~2。热辐射通量变化对平均热释放速率、平均有效燃烧热、放热总量的影响较小。质量损失速率变化曲线随热辐射通量的增加向左移动,辐射通量22 kW/m~2质量损失速率曲线呈现一个较大的峰,其他辐射通量时均呈现双峰特征。烟气温度变化曲线随热辐射通量的增加整体向上移动。引燃时间随热辐射通量的增加而减小,呈线性减小关系且影响较大:热辐射通量为22 kW/m~2时,引燃时间为104 s;30 kW/m~2时,引燃时间减小至58 s。故相关涉粉企业在生产过程中应加强厂房内通风换气,严格控制设备、通风除尘管道等的温度避免内部热辐射温度过高。     

聚甲基丙烯酸甲酯板材燃烧性能分析研究

应用锥形量热仪测试分析在5种不同的辐射热通量下聚甲基丙烯酸甲酯板材点燃时间、热释放速率、热释放速率峰值与其质量损失速率间的关系。样品长100 mm,宽100 mm,厚2、4、6 mm。辐射热通量为:15、25、35、45、55 kW/m~2,对应的材料表面温度为:387、490、572、645、685℃。研究发现聚甲基丙烯酸甲酯板材的点燃时间与其厚度、辐射热通量呈负相关关系。在低热辐射通量下,浇注型聚甲基丙烯酸甲酯板材点燃时间要大于挤压型板材的点燃时间。引燃后,聚甲基丙烯酸甲酯板材热释放速率峰值随辐射热通量的增加而增加,浇注型板材热释放速率的增速高于同等厚度下挤压型板材的增速。在不同的热辐射强度下,不同工艺下的聚甲基丙烯酸甲酯板材的质量损失速率差距较小。     

低辐射强度下古建筑木构件材料的燃烧特性

为研究古建筑木构件材料在火灾下的燃烧特性,使用锥型量热仪对古木材试样的点燃时间、临界辐射强度、热释放速率、燃烧气体中CO2体积分数等燃烧特性进行试验研究。试验发现3种不同厚度试样的临界辐射强度分别为8.81,9.40,10.55 kW/m2。试样厚度增加会使古木材点燃时间延长,临界辐射强度增大,材料的热释放速率所形成的双峰值曲线的峰值降低。燃烧气体中CO2体积分数曲线与热释放速率所绘制出的曲线的形态一致,同一厚度的试样在不同辐射强度下其燃烧特性呈现出显著区别。与新木材相关燃烧特性参数对比,劣化后的古木材临界热辐射强度降低、点燃时间减小,5 min内平均热释放速率较高。研究表明,古建筑木构件材料燃烧特性有显著变化,可为古建筑火灾研究提供参考。     

滇中地区主要树种单一燃烧性能研究

摘 要：树种燃烧性研究是森林可燃物调控的基础,可以为多种可燃物调控措施的制定提供理论依据和数据支撑。利用锥形量热仪对滇中地区9个树种和草本植物紫茎泽兰的2～4,5～8,9～12 mm直径枯枝（枯茎）燃烧性进行测定,对单一性燃烧性能进行分析,结果如下：随枯枝直径的增加,各树种点燃时间、持续燃烧时间、热释放速率峰值时间和有效燃烧热峰值时间变长,热释放速率峰值和质量损失速率峰值随枯枝直径的增加逐渐降低;直径越小,热释放速率峰值和质量损失速率峰值（pMLR）越明显,随着枯枝直径的增加,热释放速率峰值和质量损失速率峰值逐渐不明显;有效燃烧热峰值和比消光面积峰值与枯枝直径相关性不大;各树种随枯枝直径的增加,质量损失速率峰值时间逐渐增长;比消光面积峰值时间除桉树随枯枝直径增加而降低外,其他树种逐渐增长;草本植物紫茎泽兰与9个树种比较,点燃时间（TTI）、持续燃烧时间、热释放速率峰值时间、有效燃烧热峰值时间、质量损失速率峰值时间和比消光面积峰值时间最小,容易燃烧,火灾危害性大,易引燃树冠火;圆柏和藏柏热释放速率峰值高,华山松和云南松点燃时间和热释放速率峰值时间小,这4个树种易燃性高,着火后易引发连续树冠火,火强度大,容易造成大的损失。在森林可燃物调控过程中,要及时清理林下枯枝,特别是直径较小的枯枝。     

醇基燃料小尺度燃烧实验研究及防治措施

对3种不同浓度的醇基燃料进行了小尺寸燃烧实验,测量了其在不同工况下的热释放速率、着火时间、放热总量等参数。结果表明,随着热辐射强度和燃料浓度的增大,醇基燃料的点燃时间缩短,热释放速率峰值增加,放热总量增加,火灾危险性增大。基于对醇基燃料火灾危险性的分析和判断,提出相应储罐设置位置及储量的消防建议。     

酚醛树脂/玻璃纤维型飞机货舱衬板复合材料火灾危险性评价

应用锥形量热仪和烟密度箱测试分析飞机货舱衬板在不同火灾环境下的燃烧特性,结合锥形量热仪实验数据对玻璃纤维/酚醛树脂复合材料的火灾危险性进行评价.结果表明:不同热辐射强度对货舱衬板的影响有区别,热辐射强度越大,热分解越快,点燃时间越短,热释放速率峰值越大,最大峰值为98.5 kW/m2,最大总热释放量为7.7 MJ/m2...     

风机机舱内可燃物火灾危险性评价

针对风机机舱内软质聚氨酯吸音泡沫和润滑脂等典型(半)固态可燃物,通过锥形量热仪测试获取不同外加热辐射功率下的热释放速率、总释放热、比消光面积、烟气释放速率、总释放烟气量等。结合以上单项参数发展的FPI、FGI及SP复合参数进行综合潜在火灾危险性评估。利用热薄型积分模型,推导两者的最小点火辐射能,从本质安全的角度出发评价其火灾安全性。结果表明:随热辐射功率增加80%,聚氨酯峰值热释放速率增大约97.5%,点燃时间缩短92%,容易形成机舱火灾中首项可燃物;热辐射功率为75 kW/m~2时,润滑脂引燃时间较聚氨酯增加81.8%,其峰值热释放速率约是聚氨酯的29.5倍。     

典型变压器绝缘纸板燃烧特性试验研究

采用锥形量热仪,研究了典型的变压器用绝缘纸板在25、50、75kW/m~2热辐射功率下的热释放速率和质量损失速率,并与采用克拉玛依DB-25#油浸泡前后的纸板的上述燃烧特性参数进行对比分析。测试时,将样品水平方向放置在低密度陶瓷纤维板上,并由高密度陶瓷纤维板支撑,通过上方的锥型电子加热器对试样施加热辐射。结果表明:油浸前,变压器绝缘纸板所受的外界热辐射强度越大,燃烧的发展期越短、持续期越短,衰退期越长;油浸后,变压器绝缘纸板的燃烧分为绝缘油的汽化燃烧及绝缘纸板的热解后燃烧两部分,造成引燃时间提前。油浸前,变压器绝缘纸板燃烧总时间与外界热辐射强度大小无关;油浸后,燃烧总时间延长,且延长的时间取决于外界热辐射的强度大小。     

野外组合式软体油罐罐体材料燃烧特性研究

为了研究野外组合式软体油罐在不同辐射强度下的燃烧特性,通过锥形量热仪对软体油罐样本进行燃烧实验,选用25,35,50 kW/m2三种典型的热辐射强度进行研究,得到点燃时间、热释放速率、比消光面积、烟气生成速率、火焰形态等参数的变化规律.结果发现:热辐射强度为50 kW/m2时,点燃时间分别为25,35 kW/m2时的3...     

燃烧条件对PVDF膜材产烟特性的影响

在不同热辐射强度、引燃火焰条件下对典型PVDF膜材进行小尺寸产烟特性研究,测试PVDF膜材的比光密度、质量损失率、烟气组分等参数。对试验数据分析发现,当热辐射强度达到50kW/m²时,无论是否有引燃火焰,PVDF膜材均发生燃烧现象;且在PVDF膜材在被引燃的情况下,各模式的比光密度变化不大,未被引燃情况下的比光密度最大。同时,在引燃火焰相同的情况下,热辐射强度越高的模式,PVDF膜材的质量损失率就越高;在热辐射强度相同的情况下,有引燃火焰比无引燃火焰的模式质量损失率更大。此外,PVDF膜材燃烧释放的主要有害烟气组分有CO、CO₂和不完全燃烧的碳氢化合物,以及少量HCN、SO₂等;且相同热辐射强度下,试样在有引燃火焰模式下比无引燃火焰模式下释放的CO₂和CO更多;在相同引燃火焰模式下,热辐射强度越大,释放的CO₂和CO就更多。     

阳光板燃烧特性的小尺寸实验研究

利用锥形量热仪进行小尺寸燃烧实验,分析厚度、热辐射强度对不同厂家阳光板引燃时间、热释放速率和CO产率等参数的影响。实验选用的辐射强度为35、50、65 kW,模拟小、中、大火灾规模下的辐射强度。样品引燃过程为软化、热分解、微炭化、引燃。厚度增加使火灾增长指数变低,平均热释放速率增大,综合考虑,厚度为8 mm时更安全。     

热辐射通量对PMMA燃烧特性影响的实验研究

采用锥形量热仪研究了15~65kW/m2范围内不同的热辐射通量对PMMA燃烧特性的影响。结果表明,PMMA的平均热释放速率、质量损失速率和CO2产率与热辐射通量成线性递增关系;计算得到PMMA的气化热为2.35kJ/g;点燃时间和到达峰值时间随着辐射通量的增加而呈指数衰减趋势;CO产率与比消光面积随着热辐射通量的增加而增大;热辐射通量对有效燃烧热和总释放热的影响较小。并将实验得到的PMMA的燃烧特性参数与文献报道的值进行了对比,可以作为PMMA的燃烧性能测试及火灾危险性评价的参考。     

基于CONE数据的材料热释放速率随辐射通量变化的研究

采用锥形量热仪测得几种材料在不同辐射通量下的燃烧性能数据，研究了不同的热辐射通量对热释放速率峰值、热释放速率平均值以及材料的点燃时间、到达峰值的时间、熄灭时间的影响。结果表明：同种材料在不同辐射通量下的热释放速率曲线形状是相似的，并且热释放总量是一个定值；平均热释放速率和热释放速率峰值是辐射通量的线性函数关系；点燃时间随着辐射通量的增加而呈指数衰减趋势；到达热释放速率峰值与火焰熄灭的时间基本上随着热辐射通量的增加线性递减。     

通用航空碳纤维复合材料火灾危险性评价

利用锥型量热仪测得碳纤维层压板及其泡沫夹芯复合材料、碳纤维夹层板的热释放速率峰值及峰值出现时间、比消光面积、质量损失速率和CO产量等火反应特性参数。运用层次分析法,通过对火势增长指数、放热指数、发烟指数、毒性气体生成速率指数的算法进行优化,使其适用于材料的热释放速率呈多峰值以及不同材料有焰燃烧的时间呈较大差异的情况。建立典型通用航空碳纤维复合材料的火灾危险性综合评价模型,克服了单项火反应特性参数评价的不足。结果表明,泡沫夹芯复合材料的火灾危险性最高,碳纤维夹层板的火灾危险性最低。