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[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
陈长坤 杜武豪 徐童 石朗
电力电缆在长距离输电过程中常出现高差变化的情况,导致电缆出现折弯。为探究多根紧密并排敷设电缆中部(折弯段)被引燃条件下,电缆折弯角度及其数量对下折弯电缆火蔓延行为的影响,该文以三铝芯交联聚乙烯绝缘电缆为试验对象,开展电缆燃烧试验,测量并分析火焰温度、电缆火蔓延时间、平均火蔓延速率等关键燃烧特征参数。结果表明:电缆根数越多,火焰峰值温度与平均火蔓延速率越大;电缆平均火蔓延速率随折弯角度增加而增大, 5根90°下折弯电缆平均火蔓延速率约为5.4 cm/min,约为水平电缆火蔓延速率的1.9倍。这主要是由于电缆折弯角度越大,电缆“火焰附壁”效应与高温熔滴的流淌作用更加显著,增强了电缆未燃区域所受的热对流和热辐射作用,进而导致电缆平均火蔓延速率增加。
关键词：
电缆火灾 下折弯电缆 折弯角度 火蔓延
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
焦伟冰 陈长坤 杜武豪 石朗
为探究受限空间流淌火燃烧蔓延规律和温度场分布特征，搭建1∶10缩尺寸受限空间模型，开展7种不同泄漏速率的流淌火火灾试验以及12种不同尺寸的油池火火灾试验，重点分析火源直径、质量燃烧速率和受限空间内的温度场分布特征。研究结果表明：受限空间流淌火根据火源直径随时间的变化可以将燃烧分为3个阶段：燃烧扩散阶段、燃烧稳定阶段以及燃烧熄灭阶段。燃烧阶段的转变主要由燃料质量泄漏速率与质量燃烧速率的相对大小决定。当质量燃烧速率与质量泄漏速率达到平衡时，燃料在达到火焰前沿前已完全燃烧，火源直径停止增大，燃烧进入稳定阶段。燃烧稳定阶段时，流淌火和油池火的温度场分布特征相似，随着火源功率的增大，火源根部的温度逐渐降低，而顶棚的温度不断上升。该研究可为受限空间流淌火火灾的探测设计提供理论基础。
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
杜伟 程海涛 邹彪 任伟达 朱晓康 李聪
该文开展了圆柱形堆积秸秆的燃烧实验,测量并研究了不同堆积直径和堆积厚度条件下秸秆火焰发展蔓延过程、火焰结构、秸秆质量损失以及火焰温度等,推导并建立了关于质量损失速率(■)、无量纲火焰温度的定量模型。结果表明:秸秆燃烧过程中随着燃烧区域的扩大,火焰结构会依次出现中空的锥形火焰、分离的环形火焰以及断裂的环形火焰形态;秸秆质量损失速率呈现先增加后减少的趋势,其峰值与秸秆初始质量具有良好的线性关系,表明秸秆的初始质量越大越有助于燃烧过程的热量积累;火焰轴心温度也呈现先增大后减小的趋势,无量纲火焰温度与(z-z_0)·■~(-2/5)具有幂函数关系,随(z-z_0)■~(-2/5)增加呈现不同斜率的线性下降趋势,其中z-z_0为火焰相对高度。该研究结论有助于加深对秸秆火灾发展蔓延过程的认识。
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
班擎宇 杨辉 张恒
【目的】中蒙边境阿尔山地区易发生草原火灾，导致林草资源损失巨大。通过研究中蒙边境阿尔山地区沟塘草甸草本植物羊草的火行为参数，可为保护大兴安岭地区生态系统以及为阿尔山地区防火管理提供理论依据。【方法】以中蒙边境阿尔山地区沟塘草甸草本植物羊草为研究对象，通过外业调查，采集样品，利用燃烧床和热电偶等仪器在实验室中模拟无风条件下的燃烧试验，对羊草的蔓延速率、火焰高度、火焰温度、热辐射和阴燃热辐射等火行为参数进行分析。【结果】在实验室无风条件下，阿尔山地区沟塘草甸可燃物羊草的蔓延速率均值为0.83 m/min，蔓延速率介于0.70～0.97 m/min；火焰高度均值为28 cm，火焰高度的范围为12～45 cm；平均火焰温度为472.90℃，火焰温度在360～590℃；热辐射均值为0.94 kW/m2，热辐射在0.15～2.66 kW/m~2；阴燃热辐射均值为0.16 kW/m~2，阴燃热辐射在0.04～0.28 kW/m~2；热电偶所测温度随高度的上升而呈现下降趋势，在距离火焰0.8 m处所测温度从点燃开始到结束，温度在59.75～98.50℃，低于100℃；火焰高度和阴燃热辐射与含水率呈极显著相关（P
关键词：
中蒙边境 沟塘草甸 无风条件 火行为模拟
[期刊] 林业科学
[作者]
舒立福 王明玉 田晓瑞 张小罗 戴兴安
森林的燃烧过程极为复杂 ,火行为是森林可燃物燃烧的一系列现象的总和。国内外林火研究人员多年来致力于火行为特征的研究描述 ,在火场范围 (周长或面积 )、火焰特征、火强度、火头的蔓延速度等方面取得了一些显著的进展 ,其中火强度、火焰高度和火蔓延速度是林火行为的 3大指标。火行为直接受火环境的影响。
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
张英 吴凌立 张波
为研究老化聚乙烯导线火灾特性的影响规律,该文开展了不同老化时间下聚乙烯导线火蔓延特性实验研究,探讨不同老化时间对聚乙烯导线火蔓延行为的影响规律,包括火蔓延行为和滴落行为。实验结果表明,火焰高度、宽度和火蔓延速度随着老化时间的增加而降低,聚乙烯导线熔融滴落物的滴落频率和滴落质量随着老化时间的增加而降低,单液滴的质量随着老化时间的增加而增加。结合实验结果和理论分析得到了老化对聚乙烯导线火蔓延行为特性的影响规律。
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
陈长坤 石朗 鲍益朋 张宇伦
为探究液体燃料(煤油和0#柴油)浸润多孔介质砂床(石英砂)表面火蔓延特征行为,开展了一系列不同颗粒粒径(0.428～4.500 mm)工况的燃烧测试,实验测量了燃料质量损失速率、砂床内部温度分布、砂床表面火蔓延速率等特征参数,分析了颗粒粒径对浸润燃烧场景下燃烧蔓延特性的影响机制。实验结果表明:在当前实验中,毛细管作用影响了燃烧反应进程的传热速率,较细颗粒砂床(直径0.428 mm)的传热速率快于较粗颗粒砂床(直径2.180 mm)。不同颗粒粒径工况下的质量损失速率的增长快慢存在差异,准稳定燃烧阶段质量损失速率的增长速率随颗粒粒径的增大而先减小后增大。在准稳定燃烧阶段中,随着颗粒粒径增大,煤油和0#柴油浸润石英砂床表面的平均火蔓延速率呈现出先减小后增大的趋势。在相同颗粒粒径条件下, 0#柴油的平均火蔓延速率低于煤油。
关键词：
液体燃料 多孔介质 火蔓延 颗粒粒径
[期刊] 林业科学
[作者]
满子源 孙龙 胡海清 张运林
【目的】研究Rothermel林火蔓延速率预测模型及另外2种以Rothermel模型为核心的蔓延速率预测模型对南方8种典型森林地表死可燃物的适用性,为林火蔓延速率预测提供理论支撑和指导。【方法】以南方地区8种典型速率地表死可燃物为对象,根据研究对象的野外实际条件,在东北林业大学帽儿山实验林场风洞实验室内,构建不同可燃物床层含水率、载量及高度的可燃物床层,每种可燃物在平地无风条件下进行36次点烧试验,共288次点烧,记录每种可燃物类型不同配比条件下的蔓延速率。通过直接使用Rothermel模型、重新估计Rothermel模型参数、对Rothermel模型形式改进后自建模型的对比,得到最合适的预测模型。【结果】1)平地无风条件下,南方8种典型森林地表死可燃物床层最大蔓延速率为0.55 m·min~(-1),平均蔓延速率由大到小依次为:华山松、云南松、毛竹、柳杉、杉木、马尾松、麻栎及青冈栎。2)直接使用Rothermel模型预测的林火蔓延速率误差较大,平均绝对误差为0.18 m·min~(-1),平均相对误差为70.0%。3)重新估计参数后的Rothermel模型及自建模型,预测的可燃物蔓延速率精度显著提高,平均绝对误差分别为0.04、0.037 m·min~(-1),平均相对误差分别<18%、16.45%。4)重新估计参数的Rothermel模型与自建模型的预测误差的差异不显著,其中自建模型的预测值与实测值的R~2变化在0.71～0.90,平均为0.80。【结论】对南方8种典型森林的地表死可燃物类型,在平地无风条件下,重新估计参数的Rothermel模型及自建模型的预测精度相近,但自建模型可能更简单易用,可预测平地无风条件下可燃物地表火蔓延速率。
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
朱敏 冯仲科 胡林
经过几十年的探索,国内外林火研究人员利用室内试验及野外火烧试验,对不同环境下森林地表火蔓延模型进行了研究,总结推导出许多地表火蔓延的经验模型及半经验模型.该文简要回顾了地表火蔓延模型研究的发展过程.在实际应用中,减少模型的参数可以简化计算.一些研究者针对较常用的Rothermel模型,在火场蔓延形状及蔓延速率计算公式的改进上做了有益的尝试.该文针对其中的两个改进方法提出了一些观点,认为其中一个算法与原算法相比,改进不大,而另一个改进算法则在推导过程中存在逻辑上的错误.
关键词：
森林地表火 蔓延模型 火场面积 蔓延速率
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
唐晓燕 孟宪宇 易浩若
为了研究林火行为的预测预报及林火蔓延模拟的可视化问题 ,该文在分析了林火蔓延及其影响因子的基础之上 ,阐明了几种林火蔓延模型及其适用性 ,评述了选用不同的林火蔓延模型对实际火场的预测预报具有的重要理论意义及实用价值 ,初步分析了蔓延模型选择的 4个基本出发点 :模型的功能、模型适用的地区和植被类型、模型的假设条件、模型的检验频数等 .在假定已有蔓延模型的基础上 ,分析了国内外林火蔓延研究的发展状况 ,指出了在林火蔓延模型的基础上以地理信息系统为平台的林火蔓延模拟已成为林火行为预测预报的主要方向 ,同时讨论了林火蔓延模型和蔓延模拟的发展前景
关键词：
森林防火 林火模型 林火行为 模拟
[期刊] 现代城市研究
[作者]
张衔春 牛煜虹 龙迪 胡国华
新城市主义从城市设计角度,通过社区活力更新力图抑制城市蔓延。近些年,我国滥用新城市主义理论、机械照搬国外经验的现象屡见不鲜。本文在系统梳理新城市主义根源与精神内涵的基础上,强调现阶段我国新城市主义实践背景与西方国家内在差异,包括城市蔓延动因、社区紧凑度、中心与蔓延区关系、社区思想文化及交通发展阶段五方面,并针对我国践行新城市主义中出现的机械照搬设计原理、盲目复制地方文脉造成文化根基丢失、刻意模仿致宜居性丧失等问题,提出建设中国新城市主义社区的规划原则及实施途径,包括城市道路及通勤交通公正原则、社区资源共享原则、社区公共空间可达原则、环境生态的可持续原则以及社区场所文化可持续原则五项内容。
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
胡洁 张清元 王晓天 赵金龙 黄弘
液体燃料火灾是高原地区常见的事故类型之一,对高原地区的液体燃料储运安全造成了严重威胁。该文通过开展低气压条件下不同油池直径(燃烧尺度)的航空煤油池火实验,探究了全过程的燃烧行为,分析了燃烧速率、火焰高度、火焰辐射占比随燃烧尺度的变化规律。研究表明:相同直径的油池中,处于低气压条件下的航空煤油在稳定燃烧阶段的燃烧速率低于常压条件下的(前者约为后者的0.58),且火焰与油品表面之间的辐射和对流反馈低于常压下的值,并由此推导出了燃烧速率计算模型。由于空气密度的降低,低气压条件下的火焰高度高于常压下的,基于火焰卷吸理论建立了低气压条件下航空煤油无量纲火焰高度预测模型。火焰辐射占比随油池直径的增加缓慢降低,且相同直径的油池中低气压条件下的辐射占比低于常压条件下的,这主要是因为燃烧时碳烟颗粒的减少。研究结果丰富了低气压条件下大尺度航空煤油油池火实验数据,对于保障高原地区航空用油安全具有实际意义。
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
高云骥 杨正渊 罗越扬 张佩瑶 郭瀚文 张玉春
前人对于不同倾斜条件下导线火蔓延特性的研究主要考虑导线单根布置的情况,对于导线相邻并排布置情况的研究较少。该文基于可调间距倾斜平行导线火蔓延实验平台,开展了不同倾斜条件(0°、 30°、 60°、 90°)下单导线及相邻双导线火蔓延特性对比研究,分析了火焰形态、火焰长度、火焰高度、火蔓延速率和温度等火蔓延特征参数的变化规律。通过实验研究发现:在单双导线火蔓延过程中,熔融绝缘材料会发生滴落和流淌行为,且相邻双导线发生滴落和流淌的频率大于单导线;双导线的平均火焰高度和火焰长度始终大于单导线,且单双导线平均火焰高度随着倾斜角度的增加先增大后减小,平均火焰长度随倾斜角度的增加而增大;由于双导线火蔓延存在传热和卷吸作用重叠区域,导致其火蔓延速率始终小于单导线。
[期刊] 草业科学
[作者]
胡庆华 李兵
生物质燃烧是重要的气候强迫因子,也是影响空气质量的重要污染源。黑龙江作为农林业大省,森林、草地、农业资源丰富,研究和分析黑龙江生物质燃烧情况,能够为秸秆资源综合利用、森林草原防火、环境质量改善等提供依据。本研究基于MODIS卫星数据、土地利用数据及高程数据,对黑龙江2010-2017年生物质燃烧火点时空分布特征进行了分析,包括秸秆焚烧火点、林火、草地野火。结果表明,黑龙江省火点主要集中在松嫩平原、三江平原以及小兴安岭中北部;黑河市火点占总火点的30%,齐齐哈尔次之,占16%;秸秆焚烧火点占总火点的68%,林火占32%。年内火点在春、秋两季最为明显,呈双峰分布,春秋季火点数占比分别为51%、45%。2010年以来林地与草地火点数量波动较小;秸秆焚烧火点数量自2014年起显著增加(P<0.05),2016年禁烧政策的开展下火点数量得到控制,秋季火点减少,但春季依旧呈现增加趋势。
关键词：
MODIS 生物质燃烧 火点监测
[期刊] 城市问题
[作者]
刘晓红
运用2007-2016年我国273个地级市的PM_(2. 5)数据,探讨了城市蔓延对雾霾污染的影响机制,并运用静态和动态计量方法实证考察了不同城市规模的城市蔓延对雾霾污染的影响。理论研究表明:城市蔓延不但对雾霾污染产生直接影响,而且会通过改变居民交通模式和行为模式影响能源消费,进而对雾霾污染产生间接影响。计量结果表明:不同城市规模的城市蔓延与雾霾污染之间均呈现U型曲线关系;小城市、特大城市地区生产总值的增加会带来雾霾污染问题,转变经济发展方式对于这两类城市而言尤为迫切;对于小城市而言,提高第三产业比重能有效降低雾霾污染。政府应通过科学确定城市边界、推动城市土地使用与交通协调发展等方式,依据城市规模,采取有针对性的政策措施治理雾霾污染。
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