風(fēng)作用下聚苯乙烯保溫材料逆流火蔓延行為研究.pdf

1、有機(jī)外墻保溫材料，如聚苯乙烯保溫板、聚氨酯硬質(zhì)泡沫板，具有導(dǎo)熱系數(shù)低、密度小、防水性能優(yōu)異等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于建筑外墻。然而聚苯乙烯等有機(jī)保溫材料自身抗火能力差，遇火容易燃燒，一旦發(fā)生火災(zāi)火蔓延速度極快，并且燃燒過(guò)程中會(huì)釋放大量有毒有害煙氣，火災(zāi)危險(xiǎn)性大。近年來(lái)，由建筑外墻保溫材料引發(fā)的火災(zāi)事故頻繁發(fā)生，其火蔓延行為、燃燒現(xiàn)象、阻燃性能等受到廣大學(xué)者的關(guān)注。本文以聚苯乙烯保溫材料為研究對(duì)象，以風(fēng)作用對(duì)逆流火蔓延行為影響為出發(fā)點(diǎn)展開(kāi)研究，

2、進(jìn)行初始探索實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)聚苯乙烯保溫材料水平火蔓延過(guò)程中預(yù)熱角度的存在，故而將預(yù)熱角度作為新的研究點(diǎn)引入本文。本文研究工作主要圍繞以下兩個(gè)方面展開(kāi):
　　(1)為探索外界風(fēng)對(duì)聚苯乙烯保溫材料火蔓延行為的影響，本文首先開(kāi)展了無(wú)風(fēng)環(huán)境下聚苯乙烯保溫材料火蔓延實(shí)驗(yàn)，分析了火焰高度、固氣相溫度、火蔓延速率等常規(guī)參數(shù)隨樣品寬度變化情況，針對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的預(yù)熱角度隨樣品寬度的變化及預(yù)熱角度與火蔓延速率之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系進(jìn)行了初步理論探索。研究結(jié)

3、果表明，無(wú)量綱火焰高度與樣品寬度成負(fù)冪次函數(shù)關(guān)系，隨著樣品寬度的增加無(wú)量綱火焰高度呈現(xiàn)下降趨勢(shì);預(yù)熱角度與火蔓延速率呈負(fù)相關(guān)性，隨著樣品寬度的增大預(yù)熱角度先增大后減小，而火蔓延速率則先減小后增大，兩者均在樣品寬度為8cm時(shí)取得極值，
　　(2)選擇寬度尺寸為6cm的聚苯乙烯樣品進(jìn)行逆流風(fēng)條件下保溫材料傾斜火蔓延實(shí)驗(yàn)，其中風(fēng)的方向始終保持水平，風(fēng)速大小逐漸增大，而樣品擺放角度由水平向豎直方向變化。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，無(wú)論樣品傾斜角度如何變

4、化，無(wú)量綱火焰高度與弗洛德數(shù)始終呈現(xiàn)負(fù)冪次函數(shù)關(guān)系，即無(wú)量綱火焰高度隨著風(fēng)速的增大而減小;不同工況下火蔓延速率的變化呈現(xiàn)一定的多樣性，這主要是由于風(fēng)與傾斜角度的共同作用下，保溫材料火蔓延過(guò)程中火焰前鋒處傳熱機(jī)制會(huì)發(fā)生變化，外界風(fēng)的存在主要影響著樣品熱對(duì)流與熱輻射，從而影響著火蔓延速率的變化;聚苯乙烯保溫材料為熱塑性材料，燃燒過(guò)程中受熱熔融產(chǎn)生大量液體，樣品擺放角度較小時(shí)，由于樣品底部陶瓷纖維板的摩擦作用使得熔融液體位置基本不發(fā)生變化，當(dāng)