火灾可燃物热解动力学研究

可燃物的热解失重过程，为引发司燃物的看火以及随后的火蔓延过程提供必要的挥发性燃料。因此，从某种意义上讲，热解行为对着火过程是否发生，以及着火发生后火蔓延过程是否能够得以维持，均起着关键作用。 本文首先对可燃物热解动力学研究现状和热解动力学模型研究进展进行了综述。在此基础上，本文主要从试验和模型两大部分来开展研究的。 在试验部分，本文选取大量生物质及纺织品为样品，以其热解反应失重动力学过程为研究对象，深入研究了影响样品热重分析试验的几个主要参数：升温速率、样品粒径和试样量对热解过程的影响，结果表明升温速率的影响较大，而样品粒径和试样量对结果几乎无影响。接下来，本文对由于试验气氛及样品种类的不同而造成的样品热解特性的差异进行了深入分析，描述和总结了各类样品不同气氛下的热分解失重动力学特性。针对实际火灾中可能出现的复杂环境变化，本文进行了热天平上模拟实际火场变工况热解动力学研究，对各复杂工况下样品的热解动力学特性进行了合理的解释。同时，通过热天平和红外光谱仪联用，定性分析各类典型样品在设定的试验条件下的热解气相产物。发现不同样品热解产物光谱图有较大的差异。 在模型方面，本文通过研究可燃物热解过程的行为和规律，建立了适用于各类材料的热解失重动力学模型，基于常见的单组分全局模型存在的缺点，提出了生物质的多组分热裂解动力学模型，将生物质的组分特性反映到动力学中去，为着火和火蔓延过程的模拟提供可靠的化学动力学描述。此外，本文还对动力学参数的补偿效应进行了初步研究。动力学补偿效应的本质目前仍很不清楚，本文的研究结果有助于加深对这种补偿效应的认识。