杉木板壁面垂直火蔓延及側(cè)向水噴霧對(duì)其抑制作用研究.pdf

1、壁面裝飾材料垂直火蔓延是室內(nèi)火災(zāi)發(fā)展的重要途徑，水噴霧是有效的火蔓延抑制手段。本文選用四種不同厚度的杉木板(10mm，12mm，15mm，18mm)，分別開展了熱失重分析實(shí)驗(yàn)和在ISO9705標(biāo)準(zhǔn)燃燒室開展了全尺寸實(shí)驗(yàn)，主要研究不同厚度的杉木板垂直壁面火蔓延特性以及側(cè)向水噴霧對(duì)其的抑制作用，并在前人的基礎(chǔ)上改進(jìn)了側(cè)向水噴霧臨界水施加率的計(jì)算方法，在實(shí)驗(yàn)中驗(yàn)證 從微觀的角度對(duì)杉木材進(jìn)行熱失重分析實(shí)驗(yàn)研究。利用熱重-差熱(TG-DT

2、A)聯(lián)用分析儀研究杉木材的熱解行為，分析材料在受熱過程中結(jié)構(gòu)和成分的變化，考慮升溫速率對(duì)熱解過程的影響，最終依據(jù)國際標(biāo)準(zhǔn)局(ISO)TG曲線關(guān)鍵溫度表示法確定熱解特征溫度，為后面劃分木板預(yù)熱區(qū)與熱解區(qū)提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。 在杉木板垂直壁面火蔓延的研究中，采用了先進(jìn)的測(cè)量儀器紅外熱像儀，通過在紅外熱像儀實(shí)時(shí)觀測(cè)窗口中設(shè)置若干條等距等寬的刻度線，記下每條刻度線上平均溫度達(dá)到杉木材熱解特征溫度的時(shí)間，得到杉木板壁面垂直向上火蔓延位移數(shù)據(jù)。

3、 根據(jù)火蔓延位移數(shù)據(jù)，計(jì)算出火蔓延平均速率，從而得到杉木板垂直火蔓延規(guī)律：杉木板垂直火蔓延分為三個(gè)階段--點(diǎn)燃階段、過渡階段和發(fā)展階段；另外總結(jié)出厚度對(duì)杉木板垂直火蔓延的影響。 利用曲線擬合的數(shù)值處理方法，擬合出火蔓延位移和時(shí)間的函數(shù)。根據(jù)位移和速率的基本關(guān)系式，對(duì)火蔓延位移函數(shù)求導(dǎo)，得到火蔓延瞬時(shí)速率的函數(shù)，并通過matlab繪制出火蔓延位移和瞬時(shí)速率的曲線圖。 將數(shù)字圖像處理方法運(yùn)用到實(shí)驗(yàn)中，通過讀取攝像機(jī)拍攝

4、的杉木板垂直火蔓延的視頻，實(shí)時(shí)獲取火焰高度，為后續(xù)計(jì)算臨界水施加率提供參數(shù)。首先對(duì)單幀圖像進(jìn)行閾值分割，消除背景噪聲，提取火焰目標(biāo)；然后計(jì)算出火焰的像素高度，再對(duì)其進(jìn)行標(biāo)定，得到實(shí)際高度；最后對(duì)每一秒取15幀圖像中的火焰高度求平均值，消除因?yàn)榛鹧嫣鴦?dòng)帶來的誤差。 側(cè)向水噴霧作用于木板預(yù)熱區(qū)的情況下，研究了四種不同厚度杉木板貼面固定在墻壁時(shí)的燃燒特性，并測(cè)量了熱釋放速率、木板表面溫度以及CO/CO2濃度。在紅外熱像儀中標(biāo)出水噴霧作

5、用區(qū)的最底端界限，并依據(jù)杉木材熱解特征溫度設(shè)定等溫線280℃～300℃，當(dāng)?shù)葴鼐€蔓延至最底端界限時(shí)開始噴水，此時(shí)水噴霧恰好作用在杉木板的預(yù)熱區(qū)，調(diào)整噴頭壓力使得等溫線既不向上蔓延也不向下回落，此時(shí)即為預(yù)熱區(qū)的側(cè)向水噴霧臨界水施加壓力，結(jié)合噴頭相關(guān)噴流特性得到臨界水施加率實(shí)驗(yàn)值。 改進(jìn)了作用在預(yù)熱區(qū)的側(cè)向水噴霧臨界水施加率計(jì)算方法，主要是從預(yù)熱區(qū)和熱解區(qū)的判據(jù)和計(jì)算方法中的重要參數(shù)兩方面改進(jìn)，并引入了厚度因子。計(jì)算出4種厚度杉木板