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1、中国矿业大学安全工程学院实验报告课程名称： 消防专.业实验.实验名称：材料燃烧性能白勺锥形量热计实验姓 名：学 号：实验日期：2011.3.6实验1材料燃烧性能的锥形量热计实验本实验的理论依据为：“对于许多有机液体和气体，当其完全燃烧时，消耗 单位质量的氧气所释放出的热量是一个常数，为13.1MJ/kgO2 ”。从而利用此原 理，求出不同试件，不同情况下的各个参数，通过对数据结果进行分析，并以表 格的形式展现出来，分析对比，得出结论。本实验测定了不同的木材，分别在3okw/m2,50kw/m2的辐射强度下燃烧的各 项参数数据，以及pvc在3okw/m2,50kw/m2的辐射强度下的实验。一.下
2、面是对木材HRR数据进行整理得出的图表：图表1-1000。000000-000 4208642086422 2 2 11111 k_m/wkv7m 速热释合（修正）带烤漆松木（修正）无烤漆桦木（修正）51 101151201251301351401451501551601651701751801851901951带烤漆复无烤漆柞 木（修正）时间t/s通过图表可以看出，在该热辐射强度的条件下，我们可以发现：1）在相同的条件下，无烤漆柞木的燃烧需要的热量高于其他木材，从表格 中可以看出，大概在50s左右的时间，柞木开始放热。2）每一种木材在燃烧的过程中，并非呈平缓上升或下降的状态，过程中都 出现了
3、多个峰值，其中在初期阶段，带烤漆松木热释放速率的峰值最高， HRR曲线较为最为陡峭，无烤漆柞木最低。3）经过分析可得多次出现峰值的原因：起初因材料的热分解产生气体阻碍 了木炭与氧气的接触，因此，开始为分解气体的燃烧，反应逐渐加快， 热释放速率不断增加，直至出现第一峰值后热释放速率开始下降，后来因分解产生的气体逐渐减少，开始转变为木炭的的有焰燃烧，固又会出 现第二峰值，直至最后木炭燃烧殆尽.图表1-280180速热释带烤漆复合（修140120100正）带烤漆松木（修正）无烤漆桦木（修正）柞木（修正）工句七（知如血旬尸句切知切知卢5（?印&%*5%舟邳翎归即时间t/s-无烤漆在辐射强度为30kw/
4、m2的条件下，我们可以看出：1）各木材在初期阶段，热释放速率的上升曲线较为陡峭，在下降阶段 较为平缓，且带烤漆松木燃烧所需要的热量较少，其次为无烤漆桦木， 带烤漆符合与无烤漆柞木。2）在该条件的HRR曲线中，带烤漆松木最先达到最高值，且热释放速 率皆大于其他木材。下面是同种材料（以及pvc材料）在不同热辐射强度条件下HRR曲线的对比：图表2.2.1复合（修正）30kW-域-带烤漆 复合（修 正）50kW /m2景带烤漆时间t/sTb9 52y 380 lnao Orta/ Th/ 51/ 3/D ub croon 745 505 3b4 1Z4 own 703 592 3b2 Hz 9bl 7
5、71 58 34x)E，WK(n* 速热释图表3.2.2带烤漆松 木（修 正）50kW/ m2一*一带烤漆松 木（修正）30kW/ m2时间t/sQ89 159 31y 560 7n90 9M-/ 16/ 32/ 5sb 74b 9U5 175 504 754 014 1003 343 5U3 Tb2 922 1nT conn 5i 7/ 93图表4.2.3Il无烤漆柞 木（修 正）50kW/ m2yL4无烤漆柞 木（修 正）30kW/ m2_zb2速热释时间t/s图表5.2.4速热释o O4 21 1t-无烤漆桦木（修正）50kW/ m2无烤漆桦 木（修通过上面几组结果相似的图表，我们可以看
6、出：同种材料，在相同的其他条件下，热辐射强度小的燃烧所需要的时间，热量 更多，其热释放速率，峰值都小于辐射强度高的同种材料，燃烧时间大于高 辐射强度条件下的材料。二. pvc材料的相关实验图表3-1质量损失速率MLR/（g/s*m2）121050 kW/m2 MLR (g/s*m2)30 kW/m2 MLR (g/s*m2)1117 233 349 4砧 5B1 697 句3 五9 ”6工 U77 1393 时间t/s由图表我们可以看出：1）从反应一开始，在高热辐射强度下的pvc材料就进行了强烈的热分解反应， 其反应速率明显的远远高于低辐射热强度下的同种材料。2）当到达峰值后的一段时间内，分解
7、反应进行的相对平缓，持续一段时间后， 分解速率开始缓慢的下降直至分解反应结束。3）不同的热辐射强度下，高热辐射强度的分解速率，峰值远远高于其他，并很 快的结束分解反应。图表6-2HRR曲线HVOOOOOOOOO 2 Q 8 6 4 2、 : 2 4 6 1 1 奉速热释- - -pvcHRR对比曲线50 kW/m2 HRR (kW/m2)30 kW/m2 HRR (kW/m2)时间t/s从表3-1中，我们可以得到启小：1) Pvc材料的HRR曲线明显不同于木材的是，在燃烧的初期，pvc材料的热 释放速率为负值，即此时为吸热分解状态，随着反应的进行，短暂时间 内，吸热速率迅速降低，材料热分解速度
8、急剧上升，开始放热反应，并 很快的达到热释放速率的一个峰值，接着反应进入了较为相对平缓的阶 段，反应到了一定时间后，分解反应速率下降，燃烧速度变慢，热释放 速率开始下降，直至最后燃烧过程结束。2) 在不同的热辐射强度下，50kw/m2时的HRR明显高于30kw/m2的，燃 烧的也更加迅速，同时持续时间也更短。图表3-3o o o Oo o o O 2 0 8 9( 面光消比o o o O I o o O 6 4 2 k L . I50 kW/m2 SEA (m2/kg)30 kW/m2 SEA (m2/kg)时间t/s从该表格中，可以观察到该材料在火灾情况下的比消光面积的参数情况：1) 在不同
9、的热辐射强度下，该材料的比消光面积大致近似，但是其燃烧过程却 差异较大。2) pvc材料在开始，会进行分解反应，释放大量的烟气，因此，比消光面积会 迅速增大，随着反应进行，热量的积累，无焰燃烧开始转变为有焰燃烧，比消光面积开始下降。3）从上面的分析可以得出，在高热辐射强度的条件下，pvc材料的分解反应得 到的热量较多，分解反应放出的气体更多，从而会燃烧产生更多的烟气，因此会 出现其比消光面积大于其他。当热量不断积累，得到的热量也越来越多，高辐射 热强强度下的pvc首先达到自燃点，进而出现强烈的燃烧现象，比消光面积开始 下降，而此时，低热辐射强度的材料仍然在进行分解反应，烟气不断积累，直至 自燃后比消光面积开始下降，因高热辐射强度下的材料燃烧的时间较短，固先熄 灭，比消光面积比低热辐射强度时先达到最小值。
