受限距离影响亚麻织物竖向火蔓延及单侧自熄灭行为的实验研究

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亚麻织物材料因其吸湿性良好、透气性强、卫生保健功能优良等特点,在室内装饰、医疗卫生、产业用布、油画展览等方面得到越来越多的使用。亚麻织物属于热薄型材料,在使用中易被引燃并引起立体式火灾。学者在开展热薄型亚麻材料的竖向火蔓延研究过程中,发现一侧火焰会发生自熄灭的实验现象。但是,前人针对热薄型材料的一侧火焰熄灭研究仅考虑到了双面临空条件下,对于材料与墙体存在空间受限距离的燃烧缺乏研究。然而,实际情况下薄型装饰材料的配置往往存在此情况,且热薄型材料的自熄灭的现象有助于制定室内材料防火策略,所以本文开展了受限距离下热薄型亚麻材料竖向火蔓延及自熄灭实验研究。本文首先开展了亚麻材料的燃点与热重实验研究。通过燃点实验,得出亚麻织物的燃点在308℃。通过热重实验获得了亚麻织物热解的三个阶段,分别为,初始热解阶段,主要热解阶段,与残渣分解阶段。并且,在残渣热解阶段存在两个过程,分别是炭化阶段与第二次热失重阶段。为开展受限距离条件下热薄型材料的竖向火蔓延及单侧火焰自熄灭实验研究,自主设计实验平台,该平台可以实现材料宽度、受限距离以及倾斜角度可调节。通过该平台,开展不同间距下、不同宽度下的竖向火蔓延及自熄灭行为研究。实验结果表明,对无受限条件下的热薄型亚麻材料燃烧来说,在宽度为3~5cm的条件下,随着试样宽度的增加,发生单侧火焰熄灭时的火焰长度会增加;熄灭发生后,单侧火蔓延过程中,宽试样的火蔓延速率及火焰长度均大于窄试样。本文通过建立受限空间下的竖向火蔓延及单侧火焰自熄灭模型,研究受限距离对火蔓延及单侧火焰自熄灭行为的影响。研究发现,对3~5 cm宽的试样,在受限距离1~3.5 cm条件下,亚麻材料火焰蔓延可分为三个阶段,分别是,双面加速火蔓延,单侧火焰自熄灭,以及单侧稳定火蔓延。在受限距离为1~2 cm的条件下,临空侧火焰发生熄灭;在受限距离为2.5~3.5 cm的条件下,受限侧火焰熄灭。在1~1.5 cm受限下,随着受限距离的增大,发生单侧火焰熄灭时的火焰长度、单侧火焰熄灭后稳定燃烧侧火蔓延速率、单侧火焰熄灭后稳定燃烧侧火焰长度均增大,且在1.5 cm受限距离下达到最大值;在1.5~3.5 cm受限条件下,随着受限距离的增大,单侧火焰熄灭时的火焰长度、单侧火焰熄灭后稳定燃烧侧的火蔓延速率、单侧火焰熄灭后稳定燃烧侧火焰长度均减小。受限条件下的发生此熄灭现象的原因主要是受限墙体对亚麻织物材料竖向燃烧的三个方面影响的综合作用结果。
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