通过两次地表火模拟实验，测量了地表火的主要燃烧参数，包括火蔓延速度、火焰高度、火墙厚度以及地表火火头前方的风速和温度，并计算得出对应的火线火强度．通过相关分析和回归分析，得出了以下结论：在火头前方空气中某点温度主要取决火强度和该点与火头的距离；离火头较近时辐射起决定性作用，在离火头距离小于２５ｍ以后，随着火头的接近，火头前方的风速有增大的趋势；对于９００ｋＷ·ｍ－１左右的中能量地表火，火头卷吸作用的范围大于６．５ｍ．定性地说，蔓延速度快，火墙厚度就增大．

该文介绍了野外火火头前方气流速度场和温度场在不同火强度、坡度和环境风速条件下的规律的研究方法和实验设计 .风洞模拟实验的突出特点是 ,可以在基本剔除干扰因素影响的情况下模拟和测量不同环境条件下火头前方气流的温度场和速度场 .大空间模拟实验更加接近实际火场情况 .两种模拟实验的数据采集分析系统 (包括软件 )都是针对研究特点而设计的

【目的】森林燃烧性是森林被引燃的难易程度和着火后的火行为特征,分析可燃物火行为及燃烧性为妙峰山林场地表可燃物管理、火险区划及森林防火提供依据。【方法】利用林场内12种主要森林类型调查数据和二类清查资料,选择地表潜在火行为、火环境、可燃物理化性质及床层结构4大类指标,采用主成分分析和聚类分析法计算104个小班地表可燃物燃烧性并对地表可燃物燃烧性指数CI进行了排序。【结果】(1)无风条件下104个小班中,各优势树种小班地表潜在火行为有以下规律:针叶林普遍较大且地表火强度达到2 000 kW/m以上、蔓延速度3 m/min以上、火焰高度1.5 m以上,灌木林次之地表火强度700～2 000 kW/m、蔓延速度1.5～3 m/min、火焰高度1～1.5 m,阔叶林较小地表火强度700 kW/m以下、蔓延速度1.5 m/min以下、火焰高度1 m以下。(2)主成分分析表明,地表可燃物燃烧性与火行为指数正相关,与海拔因素负相关,与含水率负相关,与有效负荷量和床层高度正相关。(3)聚类分析表明,小班地表可燃物燃烧性指数CI分为5个等级:高燃烧性(Ⅰ)、较高燃烧性(Ⅱ)、可燃烧性(Ⅲ)、较低燃烧性(Ⅳ)、低燃烧性(Ⅴ)。各燃烧性等级的小班优势树种分别为:油松、落叶松、侧柏等针叶林,位于林场东南、西北部;油松、落叶松、侧柏与栓皮栎、五角枫等针阔混交林,主要位于林场西北部;栓皮栎、黄波罗、五角枫等阔叶纯林,集中于林场东南、西北部;山桃、荆条等灌木林及少数栓皮栎林、黄波罗等阔叶混交林,分布在林场东北部;荆条、山杏、鼠李、绣线菊等灌木,主要位于林场西南和中部。【结论】以油松、落叶松等针叶林为主的小班地表潜在火行为普遍较大,极易形成高强度地表火,易发生树冠火;燃烧性受到火环境、火行为和可燃物的影响,特别是可燃物有效负荷量、床层高度、海拔和含水率因子;高燃烧性和较高燃烧性小班多数位于林场北部、西北部,要注重对不同燃烧等级小班分类管理、科学巡护。

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。

使用乳化柴油是实现发动机节油减排的重要方式,而含水率是影响乳化柴油燃烧效率的关键因素。为了预防乳化柴油泄漏火灾并减少人员伤亡和财产损失,该文采用直径为150 mm的不锈钢油盘,实验研究了含水率分为0%、5%、10%、15%和20%的油包水(W/O)型乳化柴油池火的燃烧和沸腾特性。根据燃烧速率和火焰高度的变化情况,将乳化柴油燃烧过程划分为初始增长阶段、沸腾燃烧阶段、脉动阶段、稳定燃烧阶段和熄灭阶段,其中前3个阶段的燃烧有水参与,而后2个阶段的燃烧特性与0#柴油池火的稳定燃烧阶段和熄灭阶段基本一致。随着含水率的增加,沸腾燃烧阶段和脉动阶段的时间呈“增加—稳定—增加”的趋势,而稳定燃烧阶段的时间呈“减少—稳定—减少”的趋势。乳化柴油池火燃烧过程出现了沸腾燃烧并导致火焰高度下降现象。该研究有助于乳化柴油泄漏火灾的风险评估。

该文根据北京市怀柔县喇叭沟门自然保护区的自然条件和森林分布状况 ,对森林和林区植被的易燃特性进行了研究和分析 .选取了植物 (树种 )组成、郁闭度、林分年龄、森林类型、坡向、坡度、海拔高度等 7个林分因子作为燃烧性分量 .通过对各小班的燃烧性综合指标的计算、排序 ,划分了 5个森林燃烧性等级 .并在此基础上 ,对喇叭沟门乡进行了防火区划分 ,为制定自然保护区规划和开展森林防火工作提供了依据

【目的】明确周期性（烧除周期为1年）计划烧除条件下云南松纯林地表可燃物状态，以及这类可燃物相应的火行为特征，探究计划烧除对云南松地表可燃物火行为的影响，为合理评估计划烧除的生态意义以及林火管理与扑救提供科学依据。【方法】运用野外调查采样与实验室模拟燃烧法，并结合SPSS 23.0软件，对数据进行处理与分析，探究云南省新平县照壁山云南松纯林样地内，计划烧除林分下的可燃物种类、载量、含水率等特征对室内模拟火场温度、火焰高度、热辐射、蔓延速率、烧除率、火强度等火行为的影响。【结果】（1）云南松纯林地表可燃物主要是凋落的松针，外加少量枯落的松枝和球果以及枯死的蕨类，种类较单一且林下可燃物大多为细小可燃物。（2）2018-2020年间，云南松纯林林下地表枯死可燃物含水率的平均值分别为9.39%、8.04%、9.89%，平均载量分别为（0.937±0.303） kg/m~2、（0.926±0.253） kg/m~2、（0.669±0.248） kg/m~2。（3）实验室内模拟火行为包括：火强度为（245.95±130.51） kW/m，火焰高度（0.92±0.22） m，火场温度达（437.5±171.6）℃，热辐射（6.3±0.9） kW/m~2，蔓延速率为（1.1±0.3） m/min，可燃物点着时间为1 s，烧除率为62%左右。（4）自然状态下的云南松的死亡率约为1.33%，在2018、2020年外业调查时，计划烧除下的云南松死亡率分别为0.93%、1.27%，云南松具有一定的抗火性和耐火性。【结论】（1）周期性计划烧除下的云南松纯林：林分郁闭度较大，林下易燃植被较少，以松针凋落物和草类为主。(2)计划烧除可有效减少地表可燃物负荷量，地表可燃物的平均载量不到1 kg/m~2。防火期内，云南松林地表枯死可燃物的含水率低于10%，极易被引燃，但火焰高度在0.5～1.5 m范围内，火强度不高于750 kW/m，属于低强度地表火；火场温度高，热辐射强，火蔓延速度一般，火场可人工控制；实验室模拟烧除率高，燃烧效果好。（3）在易火生境以及对火有一定适应性的林分中，开展周期性计划烧除必要且可行。

飞机货舱火灾已成为巡航飞机的主要安全威胁之一,它的发生会造成巨大的财产和人员伤亡。该文以航空货运中常见的瓦楞纸箱为对象,在低压舱中开展了不同数量纸箱火(纸箱火可代表A类固体火)实验,测量了燃烧过程中的质量燃烧速率、火焰轴向辐射热通量和火焰温度等特征参量。首先,采用修正的B-number理论,从传热传质角度推导低气压对固体燃烧速率行为的影响规律;其次,分析了不同纸箱放置情况下,火焰辐射热通量和中心线温度分布的变化规律。结果表明:湍流固体火灾燃烧速率的压力表达式为m″∝C_hP~(2/3)+C_rP~(3/2),进而通过实验验证了该表达式,同时给出经验关系式m∝P~(1.3);发现辐射热通量整体上呈先升高后下降趋势,R2的辐射热通量相比其他位置更大;火焰温度最大值为800℃,位于火焰的连续区。该文从理论和实验两方面揭示了不同低压环境下固体燃料的火灾行为特征,为航空火险救援提供依据。

【目的】为研究森林火灾对大气环境中PM_(2.5)的贡献量,分析不同火环境下地表可燃物排放PM_(2.5)的变化特征,以期为森林火灾排放颗粒物污染提供依据。【方法】本实验以帽儿山地区红松人工林地表针叶可燃物为研究对象,铺设不同可燃物载量和可燃物含水率组合方式的可燃物床层,基于燃烧风洞实验室进行点烧实验192次,并利用崂应2050型智能空气/TSP综合采样器定量测量不同风速条件下可燃物燃烧释放烟气中细颗粒污染物(PM_(2.5))浓度。【结果】在可燃物载量、可燃物含水率和风速的共同作用下,PM_(2.5)质量浓度值有很大的变化区间,最小值为166.7μg/m3,最大值为7 516μg/m3。各因子对PM_(2.5)质量浓度的影响差异较明显,从大到小的顺序为:可燃物载量>风速>可燃物含水率。通过多因素方差分析表明,可燃物含水率与PM_(2.5)质量浓度没有明显的相关性(P>0.05),可燃物载量和风速与PM_(2.5)质量浓度相关关系显著(P<0.05),且可燃物载量与风速存在显著的交互作用(P<0.05)。以双因素模型拟合PM_(2.5)质量浓度预测模型,可燃物载量和风速共同解释77%的PM_(2.5)质量浓度变差。【结论】红松针叶燃烧对大气颗粒物污染有明显的贡献作用。PM_(2.5)质量浓度对可燃物含水率、可燃物载量和风速的响应程度存在明显差异,与可燃物载量和风速呈显著正相关,与可燃物含水率关系不明显。本研究以可燃物载量和风速为预报因子构建的PM_(2.5)质量浓度预测模型具有较高的精准度,可以为估算森林火灾排放PM_(2.5)质量浓度提供理论基础。

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。

森林地下火是发生在腐殖质层和泥炭层的一种森林火灾,对森林危害极大。大兴安岭地区是我国森林地下火频发区域,因此,本文以大兴安岭地区典型林型—兴安落叶松林为研究对象,使用Origin和Excel软件进行数据整理和绘图,利用SPSS软件进行相关分析和回归分析,对不同腐殖质粒径下森林地下火垂直燃烧特征展开研究。结果表明:当腐殖质粒径为<20目、<40目时森林地下火燃烧时间较短、燃烧充分、燃烧温度高、蔓延速度快;当腐殖质粒径为<60目、<80目时森林地下火的燃烧时间长、燃烧较不充分、燃烧温度和蔓延速度降低;当腐殖质粒径为<100目时由于腐殖质中氧气浓度过小,最终可能会导致地下火熄灭;不同腐殖质粒径的森林地下火燃烧深度与最高温度(除粒径<100目外)和蔓延速度皆呈现正向线性相关关系,即森林地下火燃烧深度越大,温度越高、蔓延速度越快。

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。

通过高频粒子图像测速法(particle image velocimetry, PIV)及高速相机、压力传感器、光电倍增管等,研究中心分级燃烧器流-热-声动态特性,揭示了中心分级燃烧器单级旋流和中心分级火焰的流动及热声稳定性的变化规律。结果表明:主燃级为旋流火焰时,预燃级的旋流空气会破坏流场中的回流区,加剧主燃级火焰的不稳定性,而预燃级为旋流火焰时可将主燃级火焰的脉动压力幅值降低76.8%;燃烧热负荷增大导致气流加速膨胀,诱发射流剪切层产生更高强度的旋涡,预燃级与主燃级火焰相互干涉可加速旋涡的耗散,改变了旋涡的脱落频率;与单级旋流火焰相比,主燃级和预燃级火焰干涉区的火焰脉动最剧烈,且主燃级射流外剪切层的大尺度旋涡加剧了主燃级火焰的脉动。

采用连通器原理,推导了间接测量燃油火灾燃烧速率转化公式,构建了间接测量系统。根据4种实验工况测量了直径40cm油池燃烧过程中的实时质量变化规律和燃烧速率变化规律,并用理论公式进行验证。测量结果不受燃烧环境变化影响,测量方法可应用于中大尺度火灾实验研究,解决热释放速率实时测量的难题,为有效计算火灾的火焰高度、火焰直径、对外辐射热量及空气卷吸量等参数指标提供了技术支撑。

【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。