牛仔裤的燃烧实验测试

火灾事故调查课程设计火灾事故调查课程设计 设计题目 牛仔裤的燃烧设计题目 牛仔裤的燃烧 1 实验材料的选择 实验器材 牛仔裤一条 纯棉 剪刀一把 直尺一把 签字笔一只 打火机一 只 金属衣架一个 摄像机一台 带三角支架 材料选取 取牛仔裤的两条相同的裤腿为基材 首先用直尺和签字笔将牛仔裤 的 裤腿做好标记 按照要求划分为长 40cm 宽 7 5cm 相同尺寸的牛仔 裤 布料 然后用剪刀按照签字笔的划分剪下 2 实验设计方案 1 将金属衣架弯曲成与牛仔裤布料大小 形状相似的椭圆形 2 调节好摄像机与牛仔裤布料的位置 保持一定的距离 一面燃烧时损坏摄像 机 将摄像机用三角支架固定 并对准将要燃烧的牛仔裤布料 3 将第一块牛仔裤布料平放在地面上 开启摄像机对其录像 然后用打火机将 牛仔裤布料点燃 待布料燃尽 火焰熄灭时停止摄像 第一个火灾场景完成 4 将第二块牛仔裤布料用金属衣架挑起 距离地面一段距离 开启摄像机对其 录像 然后用打火机将牛仔裤布料点燃 待布料燃尽 火焰熄灭时停止摄像 第二个火灾场景完成 5 将第三块牛仔裤布料平放在椭圆形的金属衣架上 距离地面一段距离开启摄 像机对其录像 然后用打火机将牛仔裤布料点燃 待布料燃尽 火焰熄灭时停 止摄像 第三个火灾场景完成 3 实验现象分析 分析每组实验的三个不同阶段 即初始燃烧阶段 猛烈燃烧阶段 而是熄灭阶 段 1 燃烧的初起阶段 燃烧面积不大 烟气流动慢 温度上升缓慢 牛仔裤布料水平燃烧 垂直燃烧 水平腾空燃烧图片对比 初始燃烧阶段 布料垂直燃烧的初始阶段的时间最短 布料水平腾空燃烧 的初始阶段时间较长 布料水平燃烧的初始阶段时间最长 且燃烧的面积都不 大 烟和气体的流动速度比较缓慢 辐射热较低 火势发展蔓延比较慢 2 猛烈燃烧展阶段 燃烧强度增大 气体对流加强 燃烧面积扩大 猛烈燃烧阶段 布料在水平猛烈燃烧阶段的燃烧时间最长 布料在腾空水 平猛烈燃烧阶段的燃烧时间次之 布料在垂直猛烈燃烧阶段的燃烧时间最短 且火势较旺 燃烧更充分 此时燃烧发展都达到高潮 燃烧温度最高 辐射热 最强 燃烧物质分解出大量的燃烧产物 温度和气体对流达到最大限度 3 燃烧熄灭阶段 燃烧熄灭阶段 布料水平燃烧熄灭时间最长 299 秒 布料腾空水平燃烧熄 灭时间次之 168 秒 布料垂直燃烧熄灭时间最短 56 秒 布料逐渐被消耗殆尽 火势慢慢熄灭 且燃烧后有较少的白色残渣 捏后成细粉末状 4 火焰传播速度计算 根据所截图片中的燃烧进度用直尺在电脑屏幕上所得到的布料的长度比上 布料实际总长度 40cm 等于图片中的燃烧长度与实际燃烧长度比值 用以 上方法换算 从而得到真实可靠的火焰传播距离 速度计算公式 tXV 其中 布料燃烧速度 cm s V 布料燃烧长度 cm X 布料燃烧时间 s t 牛仔裤布料燃烧速度 v cm s 燃烧时间 t s 图 牛仔裤水平燃烧数据 序号燃烧距离 x cm燃烧时间 t s燃烧速度 v cm s 1000 22 67130 21 34260 15 45 33390 14 56520 12 67 33650 11 78 67780 11 89 33910 10 911 331040 11 10121170 10 1112 671300 10 12141430 10 1315 331560 10 14161690 09 1517 331820 10 1619 331950 10 1721 332080 10 18242210 11 1926 672340 11 2033 332470 13 21402600 15 220273 230286 240299 牛仔裤垂直燃烧数据 序号燃烧距离 x cm燃烧时间 t s燃烧速度 v cm s 1000 21 5120 78 32 1840 55 4460 67 54 5380 57 66 04100 60 77 55120 63 88 73140 62 99 45160 59 1010 18180 57 1110 18200 51 1211 32220 51 1311 64240 49 1413 58260 52 1515 09280 54 1616 60300 55 1718 4320 58 1820340 59 1922 4360 62 2025 6380 64 2126 4400 66 2226 4420 63 2330 94440 70 2431 70460 70 2533 96480 71 2637 74500 75 27052 28054 29056 牛仔裤水平腾空燃烧数据 序号燃烧距离 x cm燃烧时间 t s燃烧速度 v cm s 1000 21 8760 31 32 6120 22 42 73180 15 52 93240 12 63 67300 12 74 33360 12 84 33420 10 95 8480 12 108540 15 1111 67600 19 1213 8660 21 1315 27720 21 1416780 21 1518 4840 22 1620900 22 1722 4960 23 1826 61020 26 1927 531080 25 2031 131140 27 2132 871200 27 2234 671260 28 2337 331320 28 2438 451380 28 2539 531440 27 26401500 27 270156 280162 290168 5 不同场景现象和火焰传播速度之间的差异及原因分析 牛仔裤的布料裁去为长 40cm 宽 7 5cm 的尺寸 本实验中只取长度方向为 计算的基础 纵向 宽度方向 不计 所以燃烧速度并不是先上升后下降的趋 势 有上下起伏的现象 水平燃烧的实验中燃烧的平均速度最慢 燃烧时间最长 垂直燃烧的实验中燃烧的平均速度最快 燃烧时间最短 水平腾空燃烧的实验中燃烧的平均速度较垂直燃烧慢 较水平燃烧快 燃 烧时间较垂直燃烧长 较水平燃烧短 总结 折线图中的折线先上升后有所下降的原因可能是布料最初点燃时 与打火机的温度即引燃物温度有关 另一个原因可能是并不确定时刻的火焰纵 向燃烧 由于火焰是沿向上传播的 所以垂直燃烧的平均燃烧速度最快 燃烧 时间最短 水平腾空为布料的燃烧提供充足的氧气 燃烧的平均速度和燃烧时 间较垂直燃烧慢 较水平燃烧快 燃烧时间较垂直燃烧