森林是人類的重要自然資源,在人類生存與發(fā)展的悠久歷史中發(fā)揮著獨(dú)特的作用。然而,近年來(lái),全球氣候變暖,干旱頻發(fā),使森林火災(zāi)的發(fā)生也日益頻繁,給森林造成了巨大的危害和嚴(yán)重的損失。尤其是森林地下火引發(fā)的火災(zāi),因?yàn)槠渚哂泻艽蟮碾[蔽性,不易被發(fā)現(xiàn),潛在危害性很大。森林里有大量的森林腐殖質(zhì),很容易發(fā)生陰燃,當(dāng)氣候,溫度,風(fēng)速風(fēng)向等發(fā)生一定變化時(shí),森林腐殖質(zhì)有可能變成明火,形成火災(zāi)。因此,研究影響森林腐殖質(zhì)陰燃向明火轉(zhuǎn)變的因素對(duì)預(yù)防森林火災(zāi)有重要的意義。在發(fā)生陰燃前,森林腐殖質(zhì)會(huì)先進(jìn)入熱解階段,熱解過程中產(chǎn)生的可燃性氣體有利于陰燃的傳播,因此,研究熱解的反應(yīng)機(jī)理非常重要。本文分析了在氮?dú)夂涂諝鈿夥諚l件下的熱解特性,在空氣氣氛下反應(yīng)完全,在400-560℃的溫度范圍內(nèi)質(zhì)量損失大。通過Coats-Redfern方程得出在空氣氣氛下的機(jī)理函數(shù)為(1-α)-1-1,在氮?dú)鈿夥障碌臋C(jī)理函數(shù)為α+(1-α)1n(1-α)。在自主設(shè)計(jì)的水平實(shí)驗(yàn)裝置中對(duì)森林腐殖質(zhì)進(jìn)行陰燃實(shí)驗(yàn),研究風(fēng)速、氧氣含量、陰燃傳播方向、熱交換條件、腐殖質(zhì)粒徑和含水率對(duì)陰燃向明火轉(zhuǎn)變的影響。結(jié)果表明:當(dāng)不改變?nèi)魏螚l件時(shí),腐殖質(zhì)發(fā)生的陰燃過程分為吸熱升溫,自維持傳播,降溫熄滅三個(gè)階段,該腐殖質(zhì)具有引燃時(shí)間長(zhǎng),峰值溫度高,自維持時(shí)間長(zhǎng),傳播速度慢等特點(diǎn)。當(dāng)改變上述條件時(shí),結(jié)果表明:風(fēng)速與陰燃的傳播速度基本成線性關(guān)系,風(fēng)速越大,陰燃的傳播速度越大,轉(zhuǎn)變?yōu)槊骰鸬臅r(shí)間越短,且臨界風(fēng)速為4m/s。富氧條件下,陰燃溫度升高較快,傳播速度增大,陰燃易向明火轉(zhuǎn)變。相對(duì)于正向陰燃,反向陰燃傳播較穩(wěn)定,不易向明火轉(zhuǎn)變。當(dāng)外界溫度較高時(shí),陰燃易向明火轉(zhuǎn)變,且最高溫度值較高。腐殖質(zhì)的粒徑對(duì)陰燃向明火轉(zhuǎn)變的影響很小;腐殖質(zhì)的含水率小于20%時(shí),陰燃能向明火轉(zhuǎn)變,隨著含水率的增大,平均最高溫度降低,轉(zhuǎn)變?yōu)槊骰饡r(shí)間越短·;含水率大于20%時(shí),陰燃不能向明火轉(zhuǎn)變,且隨著含水率的增大導(dǎo)致陰燃不能自維持傳播,逐漸熄滅。
【學(xué)位單位】：東北林業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：S762.1
【部分圖文】：

小到最低是國(guó)家非常重視、人民普遍關(guān)注、迫切需要解決的重大問題之一Ｗ。因此，研??究森林火災(zāi)是如何發(fā)生的，及時(shí)預(yù)防才能講危害降到最低，預(yù)防比撲救更有意義。??森林火災(zāi)可分為兩類：明火造成的火災(zāi)和陰燃造成的火災(zāi)，如圖１－１、圖１－２所??示。前者是由可燃物熱解后產(chǎn)生的可燃?xì)怏w與空氣接觸，發(fā)生氧化放熱反應(yīng)，在這一過??程中，會(huì)形成肉眼可見的火焰，還伴隨濃煙產(chǎn)生。后者是固體燃燒的一種形式，在這一??過程中沒有火焰產(chǎn)生，但有煙產(chǎn)生，溫度會(huì)升高，且陰燃能在一定條件下轉(zhuǎn)變?yōu)槊骰稹??通常固體材料的陰燃溫度峰值在５００－７５（ＴＣ間，陰燃的傳播速度在ｌ－５０ｍｍ／ｈ間網(wǎng)。森林??中常見的松針，枯木，纖維素等都能發(fā)生陰燃，但是對(duì)森林陰燃火災(zāi)影響最大的是由森??林腐殖質(zhì)或泥炭形成的。這種材料形成的陰燃燃燒時(shí)間較長(zhǎng)，范圍從幾天到幾月甚至更??長(zhǎng)，有不易熄滅、不易被發(fā)現(xiàn)、看不到火焰和產(chǎn)生濃煙等特點(diǎn)，對(duì)森林

圖３－１同步熱分析儀??器主要特點(diǎn)：①Ｑ６００采用高可靠性的水平雙臂雙天平結(jié)構(gòu)，同時(shí)測(cè)量于單臂梁的設(shè)計(jì)來(lái)講，其結(jié)果漂移更小，重量測(cè)試的精度和準(zhǔn)確度微量的重量變化（０．１噸）時(shí)，測(cè)量結(jié)果更精確。并且該儀器還可以樣品的ＴＧＡ。②Ｑ６００采用經(jīng)長(zhǎng)期實(shí)踐證明性能最佳的水平吹掃氣量的吹掃氣體水平流過加熱爐體，經(jīng)過樣品和參比盤后，最后流出以通過獨(dú)立式的Ｉｎｃｏｎｅｌ６００氣管進(jìn)入，保護(hù)天平組件，并有效的容易的與質(zhì)譜儀或紅外分析儀聯(lián)用。此設(shè)計(jì)保證了更好的基線穩(wěn)定應(yīng)，防氣體回流，能將分解物質(zhì)有效帶出樣品區(qū)。③Ｑ６００還提供自動(dòng)在恒定的升溫速率下加熱樣品，直到失重速率或總失重量超過操作者器便恒定在該溫度，直至失重過程寒成。每一次失重過程發(fā)生時(shí)，都恒溫的步驟，從而得到優(yōu)異的失重分辨率。Ｑ６００可以同時(shí)測(cè)量重量和轉(zhuǎn)變溫度三種信息，并確保樣品實(shí)驗(yàn)條件的同一性。??驗(yàn)方法??法采用的是熱重法（Ｔｈｅｒｍｏｇｒａｖｉｍｅｔｒｉｃ），是指在程序控制溫度下測(cè)

１下實(shí)驗(yàn)室時(shí)加熱爐由室溫加熱到８０ＣＴＣ，升溫速率控制為２０°Ｃ／ｍｉｎ，加熱爐通控制流量為】〇〇ｍ?Ｌ／ｍｉｎ。記錄腐殖質(zhì)在加熱過程中的熱重曲線，如圖３－２為腐氣氣氛下的ＴＧ－ＤＴＧ曲線。左側(cè)縱坐標(biāo)為腐殖質(zhì)剩余質(zhì)量分?jǐn)?shù)，右側(cè)縱坐標(biāo)質(zhì)量損失速率。在熱解過程中各階段臨界點(diǎn)溫度范圍及質(zhì)量損失速率如表３－１示。每個(gè)熱解階段的失重率公式為：??Ｗ＝ｍ．?（２－１７７７〇?－?ｍＡ??ｍ！—腐殖質(zhì)在各熱解階段的初始質(zhì)量；ｍ２－￣腐殖質(zhì)在各熱解階段的剩余質(zhì)量ｍ０—腐殖質(zhì)在整個(gè)熱解過程中初始質(zhì)量；ｍ４—腐殖質(zhì)在整個(gè)熱解過程中最終質(zhì)表３－１腐殖質(zhì)熱解的臨界點(diǎn)溫度??溫度?Ｔ１／°Ｃ?ａｒｃ?Ｔ３／－Ｃ??臨界點(diǎn)溫度?丨２５?２２５?５５０表３－２腐殖質(zhì)熱解的各階段的失重率??失重率?Ｗｌ／％?Ｗ２／％?Ｗ３／％??臨界點(diǎn)失重率?２．９１４?０．９１０?６．５１８??？?？＞＊??－???????
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2846991