低壓下近熄滅極限區(qū)域紙火蔓延實(shí)驗(yàn)研究

何選澤，方 俊，王靜舞，薛 巖，趙思威

(中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)火災(zāi)科學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，合肥，230026)

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火災(zāi)安全對(duì)航空航天的發(fā)展至關(guān)重要，微重環(huán)境下的固體火蔓延研究也引起了學(xué)者們的廣泛關(guān)注[1-5]。除了直接在微重環(huán)境中開(kāi)展實(shí)驗(yàn)外，在低壓環(huán)境中進(jìn)行火蔓延實(shí)驗(yàn)也尤為重要，這不僅僅是因?yàn)楹教炱鲀?nèi)部往往是低壓環(huán)境(80 kPa)，而且還可以利用低壓環(huán)境中的弱浮力作用對(duì)微重環(huán)境進(jìn)行功能模擬，在微重實(shí)驗(yàn)條件不成熟的年代，這一技術(shù)手段被廣泛應(yīng)用[6-12]。

前人在低壓環(huán)境下開(kāi)展了大量的實(shí)驗(yàn)，McAlevy和Magee[7]采用3 mm厚的熱薄聚合物材料在各種氧氣和壓力邊界條件下，研究了無(wú)風(fēng)環(huán)境下的火蔓延特性，并發(fā)現(xiàn)火蔓延速度與環(huán)境壓力呈正相關(guān)關(guān)系。Goldmeer等[8]研究了PMMA圓棒在低壓環(huán)境下的順風(fēng)火蔓延特性，發(fā)現(xiàn)火蔓延速度隨壓力的減小單調(diào)遞減。Nakamura等[9]研究了導(dǎo)線在低壓環(huán)境下的火蔓延特性，通過(guò)對(duì)比氣相傳熱特征長(zhǎng)度和線芯傳熱特征長(zhǎng)度，給出了在不同壓力范圍下導(dǎo)線火蔓延的傳熱主控機(jī)制。此外，Nakamura等[10]基于低壓導(dǎo)線火蔓延實(shí)驗(yàn)結(jié)果，對(duì)低壓火蔓延機(jī)理進(jìn)行了討論，并將實(shí)驗(yàn)結(jié)果與微重實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了對(duì)比分析，給出了低壓與微重的相似性與不同點(diǎn)。Hu等[11]在低壓環(huán)境下，采用高熱導(dǎo)率線芯對(duì)不同傾角的導(dǎo)線火蔓延進(jìn)行了研究，討論了傾角對(duì)順風(fēng)和逆風(fēng)火蔓延的不同影響。此外，Hu等[12]還研究了常重和微重的低壓環(huán)境下，不同傾角對(duì)PE-NiCr導(dǎo)線順風(fēng)火蔓延的極限氧濃度的影響。……