發(fā)布時間：2024-03-11 05:55

　　生態(tài)文明建設(shè)在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中扮演了很重要的角色,森林火災(zāi)作為全球發(fā)生最頻繁、處置最困難、危害最嚴(yán)重的自然災(zāi)害之一,是生態(tài)文明建設(shè)成果和森林資源安全的最大威脅,我國作為一個缺林少綠的國家,需要加強(qiáng)森林防火工作。林火蔓延作為重要的林火行為之一,其決定了森林火災(zāi)發(fā)生發(fā)展趨勢,因此對其發(fā)展規(guī)律的研究是保護(hù)森林資源,建設(shè)生態(tài)文明,提升應(yīng)急管理水平,推進(jìn)森林防火治理體系的重要手段。本文主要考慮了林火產(chǎn)生外界輻射熱流的時變性,并研究了時變熱流下炭化與非炭化可燃物熱解及著火特性的實驗及理論模型,進(jìn)一步模擬及實驗研究火蔓延鋒面演進(jìn)過程,主要內(nèi)容包括以下四個方面:1.實現(xiàn)林火蔓延時變熱流,并開展時變熱流下可燃物的熱解及著火時間特性研究。建立了木材和有機(jī)玻璃(PMMA)在時變熱流作用時的熱解解析及數(shù)值模型,結(jié)果表明著火時間與時變熱流的參數(shù)之間有明確的冪函數(shù)關(guān)系。利用實驗室早期火災(zāi)實驗平臺,通過比例-積分-微分(PID)控制方法實現(xiàn)了線性及平方時變熱流,并實驗研究了時變熱流作用下木材和PMMA的熱解及著火時間特性,驗證了理論分析結(jié)果。2.由于解析解中忽略了熱解、輻射換熱等因素,為了快速準(zhǔn)確獲得不同參數(shù)作用時可...

【文章頁數(shù)】：119 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖２．１林火蔓延中輻射熱流隨著時間的變化［９４｜?１１４］??，

輻射熱流作用下的熱解及著火特性是影響火蔓延的關(guān)鍵輻射熱流向外部傳熱，造成未燃燒區(qū)域可燃物發(fā)生熱解及本質(zhì)建模，則需要針對以上過程的機(jī)理進(jìn)行研宄，但可般為米級，在火蔓延模型模擬計算時需要劃分為較細(xì)的域內(nèi)的計算量過于龐大，需要非常豐富的計算資源才能滿作用的特征尺度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于米級，可以用較....

圖２．２火災(zāi)早期特性實驗研宄平臺??

?區(qū)域內(nèi)可燃物熱解及著火，Ｃｏｈｅｎ［１１３】及Ｍａｎｚｅｌｌｏ１１１４】表明靜態(tài)可燃物接收到的福??射熱流隨著火焰鋒面的不斷靠近而增大，如圖２．１所示，在蔓延早期，由于著火??區(qū)域距離測量點較遠(yuǎn)，測量點幾乎未接收到輻射能量，隨著野火蔓延，輻射熱流??在７０ｓ左右時迅速上升，可認(rèn)....

圖２．３測量失重樣件（左），測量表面溫度樣件（右）??

該滿足絕熱邊界條件。由于石棉導(dǎo)熱系數(shù)為［〇．〇４，?０．１］ｋＷ／（ｎｒＫ），遠(yuǎn)小于實驗樣?．??件，因此實驗中通過在邊界處包裹石棉材料實現(xiàn)絕熱邊界。最終加工完成的實驗??樣件如圖２．３所示，最外層為鋁箔。??圖２．３測量失重樣件（左），測量表面溫度樣件（右）??本文基于該系統(tǒng)設(shè)....

圖２．４設(shè)計與實際測量熱流：（ａ）?Ａ組平方熱流，（ｂ）?Ｂ組線性熱流??

該滿足絕熱邊界條件。由于石棉導(dǎo)熱系數(shù)為［〇．〇４，?０．１］ｋＷ／（ｎｒＫ），遠(yuǎn)小于實驗樣?．??件，因此實驗中通過在邊界處包裹石棉材料實現(xiàn)絕熱邊界。最終加工完成的實驗??樣件如圖２．３所示，最外層為鋁箔。??圖２．３測量失重樣件（左），測量表面溫度樣件（右）??本文基于該系統(tǒng)設(shè)....

本文編號：3925926