乳胶床垫具有较好的透气性,能够抑制细菌的生长,有利于促进睡眠,因此受到了人们的青睐。乳胶泡沫作为乳胶床垫的填充材料,由液体乳胶发泡而成,极易燃烧,一旦被引燃将释放大量的有毒有害气体,发出大量黑烟及大颗粒絮状漂浮物,造成恶劣的社会影响。研究不同参数条件下乳胶泡沫的火蔓延特性,建立科学的火蔓延模型,及时了解火灾发展情况,可以为防火设计提供有益的指导和借鉴。固体可燃材料的火蔓延特性不仅受到材料自身结构的影响,同时也受到环境条件的影响。本文选取乳胶泡沫材料作为研究对象,自行搭建小尺寸实验平台,用实验与理论研究相结合的方法对乳胶泡沫材料在不同厚度、不同点火位置以及不同底部通风的条件下分别展开实验,获得了火焰形态、火焰高度、样品表面温度、火焰前锋位置、样品质量等数据,揭示了火焰高度、样品质量、火蔓延速率等特性参数的变化规律,并结合燃烧学、传热学理论建立了相应传热模型。首先,乳胶泡沫材料根据热穿透深度与其厚度的关系可分为热薄型材料和热厚型材料。1 cm和2 cm厚度样品的热穿透深度大于其厚度,属于热薄型材料,5 cm厚度样品属于热厚型材料。热薄型乳胶泡沫材料火蔓延速率较大,约为热厚型材料的2倍。燃烧时间随样品厚度的增加而增加,热厚型材料底部引燃时间较晚,并且内部温度在竖直方向上存在梯度变化现象。其次,本研究分别在距离样品中心点0(P1)、3.54 cm(P2)、7.08 cm(P3)、10.62 cm(P4)、14.16 cm(P5)、17.70 cm(P6)条件下进行火蔓延实验,研究发现样品表面点火位置对火蔓延过程具有较大影响。点火位置距离材料边缘位置越近,火焰蔓延至边缘位置所需时间越短。在P2-P6条件时,点火位置距离材料边缘越近,燃烧持续时间越短。平均火蔓延速率在引火点从材料中心至边缘变化过程中呈现先减小后增大的规律。样品在燃烧过程中主要通过热传递和热辐射传递热量,随燃烧过程的加剧,热辐射占的比重不断增加。最后,本文对乳胶泡沫材料在底部不通风(TF0)以及通风(底部网格孔径尺寸分别为1.6 mm(TF1)、2.3 mm(TF2)、4 mm(TF3)、10 mm(TF4)、15 mm(TF5))条件下的火蔓延过程进行研究。TF0时,样品底部不通风,燃烧时间最长。底部通风网格尺寸越大,样品燃烧越充分,剩余残渣量越少。在底通风网格尺寸较大时,火蔓延速率较高。