可燃物熱自燃動(dòng)力學(xué)參數(shù)的多點(diǎn)法實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、自燃是一種重要的火災(zāi)現(xiàn)象?？扇嘉镔|(zhì)在自然條件下由于內(nèi)部的自熱反應(yīng)釋放出熱量，同時(shí)與周圍環(huán)境通過對流、輻射作用散熱，若放熱量大于散熱量，熱量會(huì)在系統(tǒng)內(nèi)部逐漸積聚，當(dāng)系統(tǒng)總熱量超過自燃臨界值時(shí)，自燃反應(yīng)就會(huì)發(fā)生。研究自燃現(xiàn)象，探索其溫升特點(diǎn)、影響因素和臨界條件等對明確可燃物質(zhì)的貯存條件，制訂安全標(biāo)準(zhǔn)，有效防范安全事故具有重要意義。
　　前人通過理論模型和實(shí)驗(yàn)手段等對自燃現(xiàn)象展開研究。基于能量平衡等式，學(xué)者們發(fā)展了目前被廣泛應(yīng)用的三種方

2、法，金屬網(wǎng)籃法、交點(diǎn)溫度法和HR方法。這些方法可以用來確定自燃臨界條件及研究動(dòng)力學(xué)參數(shù)。最近本課題組提出的多點(diǎn)測溫法從理論上克服了以上三種方法的使用局限，但是其實(shí)驗(yàn)原理和結(jié)果的可靠性還有待檢測。本文主要采用實(shí)驗(yàn)研究和理論分析相結(jié)合對多點(diǎn)法的操作過程和測量結(jié)果展開研究。文章還初步實(shí)驗(yàn)探索了環(huán)境濕度對自燃過程的影響，為下一步開展相關(guān)因素的研究提供了可能的途徑。
　　本文依照文獻(xiàn)中的方法建立一維導(dǎo)熱系統(tǒng)，開展煙葉粉末的自燃實(shí)驗(yàn)研究，并對

3、實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，驗(yàn)證多點(diǎn)法的可靠性并分析自燃過程的溫度和動(dòng)力學(xué)參數(shù)特性。主要工作概括如下:(1)改善一維導(dǎo)熱系統(tǒng);(2)驗(yàn)證系統(tǒng)一維性;(3)應(yīng)用DSC方法測量樣品比熱容;(4)比較兩種不同的熱電偶分布方式下獲得的結(jié)果;(5)分析自燃過程中的溫度特點(diǎn);(6)計(jì)算動(dòng)力學(xué)參數(shù);(7)探索環(huán)境濕度對物質(zhì)自燃的影響作用。為了保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果不受樣品物性參數(shù)的影響，實(shí)驗(yàn)前統(tǒng)一制備并密封保存，每次使用的樣品均具有基本相同的含水率和填充質(zhì)量。
　

4、　實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，采用多點(diǎn)法進(jìn)行物質(zhì)自燃檢測，不僅操作簡單、結(jié)果可靠，而且具有較好的實(shí)驗(yàn)重復(fù)性。本文對自燃實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了分析，主要結(jié)果概括如下:(1)將熱電偶固定保證測點(diǎn)位置在所有實(shí)驗(yàn)中一致，同時(shí)避免先填充后插入熱電偶對布設(shè)點(diǎn)位置和探頭造成的損壞，結(jié)果發(fā)現(xiàn)該方式下的實(shí)驗(yàn)重復(fù)性很高;(2)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的一維導(dǎo)熱性較好;(3)在深度對稱的熱電偶分布方式下，所得的溫度規(guī)律與理論一致，即溫度關(guān)于系統(tǒng)中心點(diǎn)對稱分布且自燃從中心點(diǎn)開始。反之，深度不對稱分

5、布下的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與此矛盾;(4)自燃檢測實(shí)驗(yàn)中系統(tǒng)的固有缺陷使得設(shè)定環(huán)境溫度比系統(tǒng)周圍環(huán)境溫度高約4℃，在自燃臨界環(huán)境溫度的測定中應(yīng)該對此進(jìn)行校正;(5)不同的環(huán)境溫度，中心點(diǎn)溫升速率規(guī)律一致，且最大值隨環(huán)境溫度升高而增大，同時(shí)出現(xiàn)時(shí)間提前;(6)不同的環(huán)境溫度，系統(tǒng)的溫升結(jié)果有以下三類:發(fā)生自燃，中心點(diǎn)溫度認(rèn)為發(fā)生熱失控;自燃不發(fā)生，自熱反應(yīng)使得中心點(diǎn)溫度超過環(huán)境溫度一定值;環(huán)境溫度過低，中心點(diǎn)最大溫度等于或略低于環(huán)境溫度;(7)樣品動(dòng)