飛火顆粒作用下松針的含水率和引燃時(shí)間的關(guān)系研究.pdf

1、飛火是森林火災(zāi)中的一種常見現(xiàn)象，它的形成是顆粒尺寸和狀態(tài)、天氣、地形、燃燒物等多種因素共同作用的結(jié)果。飛火能夠?qū)е禄饎?shì)加速跳躍式蔓延，使得滅火工作的難度加大，威脅撲救人員的生命安全，造成財(cái)產(chǎn)損失。一般將飛火分為三個(gè)連續(xù)的階段:(1)飛火顆粒的形成;(2)飛火顆粒在空中的傳播;(3)飛火顆粒落地之后落地處的引燃地表可燃物。理解飛火顆粒引燃地表可燃物的引燃行為，對(duì)于防范飛火導(dǎo)致的火勢(shì)蔓延、控制火災(zāi)導(dǎo)致的危害具有重要的意義。飛火顆粒引燃地表可

2、燃物的能力與燃料類型、含水率、燃料分布和燃料容積密度等因素具有密切的聯(lián)系，其中含水率被認(rèn)為是最重要的因素。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)于飛火顆粒引燃地表可燃物的研究，主要是通過大量的實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行定性分析，由數(shù)學(xué)物理模型而來的定量分析較少。本文主要從無火焰燃燒的飛火顆粒和可燃物之間的熱量傳遞的角度，重點(diǎn)進(jìn)行以下方面的工作:
　　 1.無火焰燃燒的木質(zhì)方形飛火顆粒引燃可燃物的理論分析和實(shí)驗(yàn)研究
　　 本文研究無火焰燃燒的飛火顆粒落地之后引燃所

3、接觸的地表可燃物的引燃行為。建立顆粒與可燃物接觸的數(shù)學(xué)物理模型，從熱量傳遞的角度進(jìn)行理論分析，揭示了引燃時(shí)間(Ignition Time，tig)與含水率(Moisture Content, MC)的關(guān)系，即tig1/2與MC存在線性關(guān)系。為了驗(yàn)證理論分析的結(jié)果，在3m/s風(fēng)速下，使用木質(zhì)方形顆粒和六組不同含水率的松針進(jìn)行了一系列的實(shí)驗(yàn)研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果與前人的研究進(jìn)行了對(duì)比，支持了理論分析所得的引燃時(shí)間和含水率之間的結(jié)果。
　　

4、2.高溫球形金屬顆粒引燃可燃物的理論分析和實(shí)驗(yàn)研究
　　 建立高溫球形金屬顆粒與可燃物接觸的數(shù)學(xué)物理模型，從熱量傳遞的角度，對(duì)高溫球形金屬球形顆粒和可燃物之間的熱量傳遞進(jìn)行理論分析，揭示引燃時(shí)間和含水率之間的關(guān)系，分析結(jié)果表明，tig1/2與MC呈現(xiàn)出拋物線關(guān)系。為了驗(yàn)證理論分析的結(jié)果，在2m/s風(fēng)速下，使用球形金屬顆粒和五組不同含水率的松針進(jìn)行了一系列的實(shí)驗(yàn)研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論分析的符合度較高，表明本文的結(jié)論是合理的。