基于多點(diǎn)測(cè)溫的固體可燃物自熱反應(yīng)動(dòng)力學(xué)分析方法.pdf

1、熱自燃指的是堆積狀態(tài)下的可燃物在沒(méi)有外來(lái)火源的作用下，由于物質(zhì)通過(guò)自身發(fā)熱（自熱過(guò)程）而導(dǎo)致熱量積聚并最終發(fā)生燃燒的現(xiàn)象。自熱過(guò)程的研究對(duì)揭示各類貯存品的安全貯存條件和制訂相關(guān)安全規(guī)范具有重要的工程應(yīng)用價(jià)值。根據(jù)熱自燃理論，如果能求得可燃物在堆積狀態(tài)下自熱過(guò)程的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)參數(shù)，則可獲得熱自燃的臨界條件，從而可通過(guò)改變可燃物的堆積狀態(tài)或是控制環(huán)境溫度而避免自燃的發(fā)生。因此，如何基于測(cè)量求取可燃物自熱過(guò)程的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)參數(shù)是十分重要的研究課題

2、，也是本文的研究主題。
　　 目前，已發(fā)展出多種測(cè)量可燃物自熱反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)參數(shù)的實(shí)驗(yàn)方法，但這些方法在實(shí)驗(yàn)布置方面或理論方面均有各自的局限性。本文使用石棉來(lái)阻隔網(wǎng)籃四壁的傳熱，利用絕熱邊界條件模擬了無(wú)限大平板的導(dǎo)熱，提出了基于多點(diǎn)測(cè)溫的自熱反應(yīng)動(dòng)力學(xué)分析方法（多點(diǎn)法）。該方法認(rèn)為在一維導(dǎo)熱下，在系統(tǒng)內(nèi)某一點(diǎn)的導(dǎo)熱方向會(huì)在某臨界時(shí)刻發(fā)生變化，通過(guò)該點(diǎn)的導(dǎo)熱項(xiàng)為零，由此可以采用類似CPT方法求解得出動(dòng)力學(xué)參數(shù)。與CPT方法和HR方法

3、僅關(guān)注中心點(diǎn)溫度不同，多點(diǎn)法關(guān)注多個(gè)測(cè)溫點(diǎn)的數(shù)據(jù)一次實(shí)驗(yàn)可以得出多組數(shù)據(jù)。通過(guò)堆積煙草樣品的實(shí)驗(yàn)將新方法與以上兩種方法進(jìn)行了對(duì)比分析，結(jié)果證明了新方法在理論、實(shí)驗(yàn)技術(shù)、數(shù)據(jù)獲取、環(huán)境溫度適用范圍等方面的優(yōu)點(diǎn)和可靠性。
　　 為了進(jìn)一步驗(yàn)證多點(diǎn)法在理論和實(shí)驗(yàn)上的可行性，我們模擬了一維傳熱條件下的自熱反應(yīng)過(guò)程。證明了導(dǎo)熱方向發(fā)生臨界變化的時(shí)刻的存在，并且指出該時(shí)刻可以通過(guò)計(jì)算等間距的多點(diǎn)溫度的相關(guān)系數(shù)來(lái)確定；論證了在一維傳熱條件下使

4、用中心點(diǎn)同側(cè)等間距三點(diǎn)可以確定該區(qū)域的導(dǎo)熱方向。另外探索了另一種多點(diǎn)法的思路，對(duì)其進(jìn)行了分析，指出了存在的問(wèn)題。
　　 詳細(xì)研究了自熱反應(yīng)的溫升歷程，確定了網(wǎng)籃內(nèi)部點(diǎn)的熱自燃啟動(dòng)溫度及對(duì)應(yīng)的熱自燃延滯時(shí)間。發(fā)現(xiàn)與其他位置相比，樣品中心點(diǎn)擁有最高的熱自燃啟動(dòng)溫度和最短的熱自燃延滯時(shí)間，這支持了熱自燃從中心點(diǎn)開(kāi)始這一論斷。設(shè)定了一種劃分溫升曲線各階段的方法，分析了環(huán)境溫度與含水率對(duì)網(wǎng)籃內(nèi)部點(diǎn)的水平段和線性升溫階段的影響。設(shè)定3℃/m