1、中國礦業(yè)大學(xué)安全工程學(xué)院實驗報告課程名稱： 消防專.業(yè)實驗.實驗名稱：材料燃燒性能白勺錐形量熱計實驗姓 名：學(xué) 號：實驗日期：2011.3.6實驗1材料燃燒性能的錐形量熱計實驗本實驗的理論依據(jù)為：“對于許多有機液體和氣體，當(dāng)其完全燃燒時，消耗 單位質(zhì)量的氧氣所釋放出的熱量是一個常數(shù)，為13.1MJ/kgO2 ”。從而利用此原 理，求出不同試件，不同情況下的各個參數(shù)，通過對數(shù)據(jù)結(jié)果進行分析，并以表 格的形式展現(xiàn)出來，分析對比，得出結(jié)論。本實驗測定了不同的木材，分別在3okw/m2,50kw/m2的輻射強度下燃燒的各 項參數(shù)數(shù)據(jù)，以及pvc在3okw/m2,50kw/m2的輻射強度下的實驗。一.下

2、面是對木材HRR數(shù)據(jù)進行整理得出的圖表：圖表1-1000。000000-000 4208642086422 2 2 11111 k_m/wkv7m 速熱釋合（修正）帶烤漆松木（修正）無烤漆樺木（修正）51 101151201251301351401451501551601651701751801851901951帶烤漆復(fù)無烤漆柞 木（修正）時間t/s通過圖表可以看出，在該熱輻射強度的條件下，我們可以發(fā)現(xiàn)：1）在相同的條件下，無烤漆柞木的燃燒需要的熱量高于其他木材，從表格 中可以看出，大概在50s左右的時間，柞木開始放熱。2）每一種木材在燃燒的過程中，并非呈平緩上升或下降的狀態(tài)，過程中都 出現(xiàn)了

3、多個峰值，其中在初期階段，帶烤漆松木熱釋放速率的峰值最高， HRR曲線較為最為陡峭，無烤漆柞木最低。3）經(jīng)過分析可得多次出現(xiàn)峰值的原因：起初因材料的熱分解產(chǎn)生氣體阻礙 了木炭與氧氣的接觸，因此，開始為分解氣體的燃燒，反應(yīng)逐漸加快， 熱釋放速率不斷增加，直至出現(xiàn)第一峰值后熱釋放速率開始下降，后來因分解產(chǎn)生的氣體逐漸減少，開始轉(zhuǎn)變?yōu)槟咎康牡挠醒嫒紵?，固又會?現(xiàn)第二峰值，直至最后木炭燃燒殆盡.圖表1-280180速熱釋帶烤漆復(fù)合（修140120100正）帶烤漆松木（修正）無烤漆樺木（修正）柞木（修正）工句七（知如血旬尸句切知切知盧5（?印&%*5%舟邳翎歸即時間t/s-無烤漆在輻射強度為30kw/

4、m2的條件下，我們可以看出：1）各木材在初期階段，熱釋放速率的上升曲線較為陡峭，在下降階段 較為平緩，且?guī)Э酒崴赡救紵枰臒崃枯^少，其次為無烤漆樺木， 帶烤漆符合與無烤漆柞木。2）在該條件的HRR曲線中，帶烤漆松木最先達到最高值，且熱釋放速 率皆大于其他木材。下面是同種材料（以及pvc材料）在不同熱輻射強度條件下HRR曲線的對比：圖表2.2.1復(fù)合（修正）30kW-域-帶烤漆 復(fù)合（修 正）50kW /m2景帶烤漆時間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* 速熱釋圖表3.2.2帶烤漆松 木（修 正）50kW/ m2一*一帶烤漆松 木（修正）30kW/ m2時間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圖表4.2.3Il無烤漆柞 木（修 正）50kW/ m2yL4無烤漆柞 木（修 正）30kW/ m2_zb2速熱釋時間t/s圖表5.2.4速熱釋o O4 21 1t-無烤漆樺木（修正）50kW/ m2無烤漆樺 木（修通過上面幾組結(jié)果相似的圖表，我們可以看

6、出：同種材料，在相同的其他條件下，熱輻射強度小的燃燒所需要的時間，熱量 更多，其熱釋放速率，峰值都小于輻射強度高的同種材料，燃燒時間大于高 輻射強度條件下的材料。二. pvc材料的相關(guān)實驗圖表3-1質(zhì)量損失速率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 時間t/s由圖表我們可以看出：1）從反應(yīng)一開始，在高熱輻射強度下的pvc材料就進行了強烈的熱分解反應(yīng)， 其反應(yīng)速率明顯的遠遠高于低輻射熱強度下的同種材料。2）當(dāng)?shù)竭_峰值后的一段時間內(nèi)，分解

7、反應(yīng)進行的相對平緩，持續(xù)一段時間后， 分解速率開始緩慢的下降直至分解反應(yīng)結(jié)束。3）不同的熱輻射強度下，高熱輻射強度的分解速率，峰值遠遠高于其他，并很 快的結(jié)束分解反應(yīng)。圖表6-2HRR曲線HVOOOOOOOOO 2 Q 8 6 4 2、 : 2 4 6 1 1 奉速熱釋- - -pvcHRR對比曲線50 kW/m2 HRR (kW/m2)30 kW/m2 HRR (kW/m2)時間t/s從表3-1中，我們可以得到啟?。篜vc材料的HRR曲線明顯不同于木材的是，在燃燒的初期，pvc材料的熱 釋放速率為負值，即此時為吸熱分解狀態(tài)，隨著反應(yīng)的進行，短暫時間 內(nèi)，吸熱速率迅速降低，材料熱分解速度急劇上

8、升，開始放熱反應(yīng)，并 很快的達到熱釋放速率的一個峰值，接著反應(yīng)進入了較為相對平緩的階 段，反應(yīng)到了一定時間后，分解反應(yīng)速率下降，燃燒速度變慢，熱釋放 速率開始下降，直至最后燃燒過程結(jié)束。在不同的熱輻射強度下，50kw/m2時的HRR明顯高于30kw/m2的，燃 燒的也更加迅速，同時持續(xù)時間也更短。圖表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)時間t/s從該表格中，可以觀察到該材料在火災(zāi)情況下的比消光面積的參數(shù)情況：在不同的熱輻射強度下，該材料的比消光面積大致近似，但是其燃燒過程卻 差異較大。pvc材料在開始，會進行分解反應(yīng)，釋放大量的煙氣，因此，比消光面積會 迅速增大，隨著反應(yīng)進行，熱量的積累，無焰燃燒開始轉(zhuǎn)變?yōu)橛醒嫒紵?，比消光面積開始下降。3）從上面的分析可以得出，在高熱輻射強度的條件下，pvc材料的分解反應(yīng)得 到的熱量較多，分解反應(yīng)放出的氣體更多，從而會燃燒產(chǎn)生更多的煙氣，因此會 出現(xiàn)其比消光面積大于其他。當(dāng)熱量不斷積累，得到的熱量也越來越