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点火源引燃条件下坡度和载荷对火蔓延影响的实验研究

陶奇  
【摘要】:森林地表火蔓延是森林火灾最主要的形式。本文主要研究点火源引燃条件下坡度和燃料载荷对火蔓延过程的影响。在变坡度火蔓延实验台上,用刨花丝为燃料,分别开展变化7个坡度角和3种燃料载荷的点火源引燃火蔓延实验研究。重点分析火焰几何参数(火线夹角,火焰倾斜角,火焰长度)、火线形状、全局火蔓延速率、局部火蔓延速率以及火前锋阻滞时间的变化规律。上坡火线夹角、火焰倾斜角随坡度角的增大而减小,火焰长度随坡度角的增大而增大。平坡条件下,火线呈规则的圆形,阻滞时间高于上坡火前锋的阻滞时间。坡度条件下,火线形状会呈泪滴状,当坡度角低于20°时,上坡火蔓延速率随坡度角缓慢增大;当坡度角高于20°时,上坡火蔓延速率随坡度角迅速增大。上坡火蔓延表现出整体稳定和局部波动的特征。自引燃点向下、左、右的火蔓延速率随坡度角的增大震荡变化。上坡火焰长度随着载荷的增大而增大,引燃点位置向上、下、左、右的火蔓延速率均随载荷的增大而增大。高坡度条件下(22.5~30°)上坡火蔓延速率随着载荷增大的速率,高于低坡度条件(O~20°)。除平坡外,任意坡度下4个方向上的火前锋平均阻滞时间均随载荷的增大而增大。上坡火蔓延过程中,随坡度角增加,火焰长度增长且火焰倾斜角增大,火焰对燃料的辐射传热增强,引发了火蔓延速率的增大。


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