可燃物熱自燃動力學(xué)參數(shù)的多點法實驗研究.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，自燃反應(yīng)就會發(fā)生。研究自燃現(xiàn)象，探索其溫升特點、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驗手段等對自燃現(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力學(xué)參數(shù)。最近本課題組提出的多點測溫法從理論上克服了以上三種方法的使用局限，但是其實驗原理和結(jié)果的可靠性還有待檢測。本文主要采用實驗研究和理論分析相結(jié)合對多點法的操作過程和測量結(jié)果展開研究。文章還初步實驗探索了環(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。
　　本文依照文獻中的方法建立一維導(dǎo)熱系統(tǒng)，開展煙葉粉末的自燃實驗研究，并對

3、實驗結(jié)果進行分析，驗證多點法的可靠性并分析自燃過程的溫度和動力學(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;(6)計算動力學(xué)參數(shù);(7)探索環(huán)境濕度對物質(zhì)自燃的影響作用。為了保證實驗結(jié)果不受樣品物性參數(shù)的影響，實驗前統(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、　實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)，采用多點法進行物質(zhì)自燃檢測，不僅操作簡單、結(jié)果可靠，而且具有較好的實驗重復(fù)性。本文對自燃實驗結(jié)果進行了分析，主要結(jié)果概括如下:(1)將熱電偶固定保證測點位置在所有實驗中一致，同時避免先填充后插入熱電偶對布設(shè)點位置和探頭造成的損壞，結(jié)果發(fā)現(xiàn)該方式下的實驗重復(fù)性很高;(2)實驗系統(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)中心點對稱分布且自燃從中心點開始。反之，深度不對稱分

5、布下的實驗結(jié)果與此矛盾;(4)自燃檢測實驗中系統(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)該對此進行校正;(5)不同的環(huán)境溫度，中心點溫升速率規(guī)律一致，且最大值隨環(huán)境溫度升高而增大，同時出現(xiàn)時間提前;(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，中心點溫度認為發(fā)生熱失控;自燃不發(fā)生，自熱反應(yīng)使得中心點溫度超過環(huán)境溫度一定值;環(huán)境溫度過低，中心點最大溫度等于或略低于環(huán)境溫度;(7)樣品動