引燃能力

2024-10-07

引燃能力（共7篇）

引燃能力篇1

课堂练习

小学数学的教学中, 教师最重要的任务就是教会学生用科学的思维方法去探索获取新知识、分析解决新问题的方法, 并能让学生持之以恒, 养成良好的学习习惯。那么在数学课堂教学中, 怎样培养、发展和训练学生的思维能力呢?笔者认为可以从以下三方面入手:

一、教师要加强“双基”教学, 提高其思维能力

小学数学“双基”能力指的是“数学基本知识”和“数学基本技能”, 它是培养小学生能力和智力的基础。在现代数学教学中, 双基教学的加强要求教师采取有效措施。在教学中, 教师要让学生牢固地掌握基础知识和基本技能, 并灵活运用知识促进其思维能力的发展。那么, 怎样提高其思维能力呢?

1. 教师要注意融会贯通, 引导学生掌握概念法则等基础知识。

在小学数学教学中, 教师要引导学生掌握概念法则等基础知识, 运用概念, 从一般到特殊, 分析综合, 推理判断等。如笔者在讲授分数一节的概念时, 先让学生透彻理解并掌握分数的概念, 再从概念出发, 讲练结合, 牢固掌握其基本知识, 它在分数这部分的知识中起统帅作用, 掌握了这个概念之后, 再推而广之, 讲授分数的基本性质、分数大小的比较、约分通分及四则运算等等。教师要运用概念, 进行由一般到特殊的复杂分析、综合、推理和判断。因此, 教师在教学中, 一定要引导学生透彻理解和掌握分数的概念, 其他知识就会迎刃而解, 从而取得良好的教学效果。

2. 教师要在实际运用中, 激发学生的数学思维。

“学以致用”, 要让数学的实用性充盈整个课堂。“运用能力”在数学教学中起着举足轻重的作用。教师教授学生要首先以感性认识为基础, 在此之上, 要培养学生的动手动脑能力, 通过实际操作能力可以让知识更加系统化、形象化和熟练化。学生的动手操作是符合其思维发展特点的, 是让学生感性知识和抽象思维相结合的有效途径。在动手动脑中, 它激发学生的学习兴趣, 开拓学生思维, 提高其数学能力。

二、教师要诱发学生思维, 激发其学习动机

小学生的好奇心很强烈, 他们总是对自己感兴趣的事主动去认识、去研究、去琢磨, 只有这样, 在活动中, 教师的教学方法才能体现出来, 知识才会被掌握, 能力才会被培养。那么, 通过哪些途径来激发学生的学习兴趣呢?

1. 课前巧设问题, 活跃学生思维。

“学起于思, 思源于疑。”有疑而问, 是学生的自然常态, 在教学过程中, 教师要善于引导学生思考。教师要通过提问让学生的思维方向明确, 并在思维活动中, 发现问题, 分析问题, 解决问题, 培养学生的思维能力。因此, 在课堂伊始, 教师要用巧妙的设问提起学生的兴趣, 让学生迅速进入紧张的思维状态。每次导入时, 当我把问题抛出后, 学生们都会睁大眼睛, 着急地问:“为什么?”当激起了他们的学习兴趣之后, 我再进入正题, 效果很好。

2. 教师要时时激发学生学习兴趣, 利用其好奇心点燃思维火花。

“兴趣是最好的老师。”激发起学生的兴趣, 有助于点燃思维的火花。好奇心是学生的天性, 是创造思维的内部动力。教师要利用学生的好奇心, 时时抛出问题, 步步设疑, 让学生在设疑———释疑的过程中学会知识。

有一次, 笔者在讲授三角形的内角和是180度时, 一上课我就让四个学生拿出剪刀, 任意剪出三角形, 然后再用量角器量一量各个角分别是多少度, 当我把四个三角形的内角和都计算出来, 统一为180度时, 学生们的兴趣起来了!又剪了几个, 还是180度。这时, 学生们都被吸引住了, 哟, 这是怎么回事啊?他们探索问题的愿望被激发起来了, 讲解时他们的注意力特别集中, 教学效果相当好。

三、教师要大力开发学生的思维能力, 精心设计课堂练习

“讲练结合”是教学的合理途径, 教师一定要注意两相结合。课本中的材料是训练思维能力的必要条件。教师要在课堂上努力营造活跃思维的氛围, 引发学生思考, 讲授完后, 要让学生在规定的时间内做出后面的练习题。在练习中, 要引导学生的正确思维方向, 教给学生正确的思维方法, 给学生创造灵活解题的情境。为了更好地培养学生的创造能力, 教师要让学生多维度、多层次地认识事物, 解决问题。

知识的本质属性是恒定的, 在课堂练习中, 一定要多进行变式练习。所以, 教师要引导学生从不同的角度思考问题。要以不变应万变, 解答问题时千万不要钻牛角尖, 要善于变换思路, 从不同的角度找到解题的突破口, 多向思维, 不要死盯着一处不放, 否则会导致思想僵化, 不懂变通。

尤其是在解应用题时, 教师一定要善于引导学生的发散思维, 让学生去探索不同的解题途径, 培养学生的发散性思维, 力求找到最合理、最简便的解法。比如, 笔者在讲比例应用题时就注意这一问题, 让学生从中选择最优解法。

“授之以鱼, 不如授之以渔”。综上所述, 小学数学教学, 我们不仅要教会学生知识, 还要教会其学习方法, 加强“双基”教学, 提高其思维能力, 诱发学生思维, 激发其学习动机, 大力开发学生的思维能力, 精心设计课堂练习, 这对学生发展来说终生受用, 是所有小学教师不懈追求的课题。

摘要：小学数学教学中, 教师不但要重视知识的传授, 而且要注重教给学生学习的方法, 培养学生思维能力和良好的思维品质。笔者从以下三大方面作了详细阐述:教师要加强“双基”教学;要在实际运用中, 激发学生的数学思维;要精心设计课堂练习。

关键词：小学数学,思维能力,激发学习动机,加强“双基”教学,精心设计,课堂练习

引燃能力篇2

卤素管是一种密封式的发光发热管,内充卤族元素惰性气体,中间有钨丝,分白、黑两种(由于白钨丝造价要比黑钨丝高的多,所以市场上没有普及)。卤素管具有热效率高、加热不氧化、使用寿命长等优点。卤素管电暖器是靠发光散热的,当开启开关后2s左右距离电暖器10cm处就能感觉到温度急剧增高,升温十分迅速。卤素管电暖器一般采用2~3根卤素管为发热源,消耗功率在900~1 200 W,适用于面积为12m2左右的房间。

电暖器作为一种将电能转化为热能的加热取暖设备,因其便携、美观等特点逐步走进千家万户,随着电暖器技术的创新和人们生活水平的不断提高,电暖器的使用越来越频繁,但也存在较大的火灾隐患。五面卤素管电暖器已经成为导致火灾的原因中不可忽视的因素。笔者以独克宗古城火灾为背景,研究五面卤素管电暖器引发火灾的条件、特征、规律,为今后火灾调查人员在调查此类电暖器火灾时提供数据支撑,对于消防部门的火灾调查工作有着重要意义。

1 试验部分

1.1 试验材料与设备

试验材料:珊瑚绒毛毯(25cm×50cm,聚酯纤维)、报纸(25cm×50cm,双层)、全塑四五型取暖器(NSB-200型,功率2 000 W)。

试验设备:热红外成像仪(RNO PC160型,测温范围:-20~220℃/180~600℃)、秒表、照相机(佳能60D)、辐射引燃支架(自主设计)。

1.2 试验方法

将尺寸为25cm×50cm的普通毛毯和报纸分别放置于辐射引燃支架上,使得五面卤素管电暖器与可燃物保持平行,调整可燃物与五面卤素管电暖器之间的距离。设定红外热成像仪的相关参数,调节五面卤素管电暖器的功率。同时,打开电暖器和红外热成像仪并记录试验现象。每次试验30min,试验过程中运用控制变量的方法,对不同功率的五面卤素管电暖器分别在在0、5、10、15cm测试毛毯及报纸表面温度,观察现象。

2 试验现象及结果

2.1 五面卤素管电暖器引燃毛毯试验

2.1.1 不同距离对引燃结果的影响

当五面卤素管电暖器功率为2 000 W(五个面均打开),其他条件相同的情况下,分别控制五面卤素管电暖器与毛毯引燃距离为0、5、10、15cm,记录毛毯表面的温度变化,如图1所示。毛毯表面最高温度如表1所示。具体引燃结果如表2所示。

由图1可知,在30min内,随着时间的延长,毛毯表面温度迅速升高,在5min左右时达到稳定状态,之后毛毯表面温度不随时间的变化而变化。由表1可知,毛毯表面最高温度达到385℃左右,最低温度略高于环境温度,且随着引燃距离的增大,毛毯表面温度逐渐下降。

试验结果表明,当五面卤素管电暖器的功率为2 000W时,引燃距离为0cm时,毛毯被引燃且出现明火,引燃时间为1min 30s;当引燃距离为5、10、15cm时,毛毯均未被引燃,主要原因是本试验属于辐射引燃试验,毛毯是否被引燃是由辐射热强度和辐射热通量两个参数决定的。只有当五面卤素管电暖器的辐射热强度和辐射热通量同时大于毛毯表面的引燃临界热通量和热强度时,可燃物才能被引燃。当引燃距离大于5cm时,到达毛毯表面的热量很少,辐射热通量小于临界辐射热通量,因而毛毯不能被引燃。

2.1.2 不同功率对引燃结果的影响

用功率分别为400、800、1 600、2 000 W的五面卤素管电暖器分别引燃毛毯,引燃距离为0cm,毛毯表面的温度变化如图2所示,具体的引燃现象及结果如表3所示,五面卤素管电暖器烧损情况,如图3所示。

由图2可知,引燃距离不变时,随着五面卤素管电暖器功率的增大,毛毯表面温度也随之增大。由表3可知,当五面卤素管电暖器的功率达到2 000 W时,五面卤素管电暖器着火。这是由于顶面覆盖的毛毯使电暖器产生的热量无法散失,致使五面卤素管电暖器的塑料顶面塌落,引起五面卤素管电暖器着火。随着五面卤素管电暖器功率的减小,毛毯表面温度降低,毛毯仅是受热收缩被烤穿,但未被引燃。

2.2 五面卤素管电暖器引燃报纸试验

2.2.1 不同距离对引燃结果的影响

当五面卤素管电暖器功率为2 000 W(五个面均打开),其他条件相同的情况下,控制五面卤素管电暖器与报纸的引燃距离为0、5、10、15cm,记录报纸表面的温度变化,如图4所示。

由图4可知,在30min内随着时间的延长,报纸表面温度迅速升高,在5min左右时达到稳定状态,之后报纸表面温度不随时间的变化而改变。报纸表面最高温度可达到167℃,且随着引燃距离的增大,报纸表面温度逐渐下降。

2.2.2 不同功率对引燃结果的影响

用功率分别为400、800、1 600、2 000 W的五面卤素管电暖器分别引燃报纸,引燃距离为0cm,报纸表面温度变化如图5所示。具体的引燃现象以及结果,如表4所示。

由图5可知,当引燃距离为0cm保持不变时,控制五面卤素管的功率依次为400、800、1 600、2 000W时,随着功率的增大,报纸的表面温度逐渐升高,2 000 W时报纸表面温度上升迅速,最高温度为167℃。由表4可知,五面卤素管电暖器未能引燃报纸,当引燃距离不大于5cm时,辐射热通量较大,但小于临界热通量,报纸表面仅出现了发烟、变黄、炭化等现象,当引燃距离大于5cm时,辐射热通量很小,报纸表面无变化。

3 结果分析与讨论

试验结果表明,影响卤素管电暖器引燃能力的主要因素有功率、引燃距离、可燃物种类等。

3.1 距离对引燃能力的影响

当可燃物与五面卤素管电暖器的距离不大于5cm时,可燃物表面出现发烟、变黄、炭化、烤穿等现象,当引燃距离为0cm时,五面卤素管电暖器可将毛毯引燃。由此可见,五面卤素管电暖器与可燃物的距离越近,引燃能力越强。

原因:其他条件一定时,当五面卤素管电暖器与可燃物的距离增大时,五面卤素管电暖器向环境中散失的热量增多,到达可燃物表面的热量就会减少,可燃物表面的升温速率较低,表面温度就降低。当引燃距离足够大时,可燃物表面温度无法达到燃点,可燃物不会被引燃。

3.2 功率对引燃能力的影响

当五面卤素管电暖器的功率为2 000 W时,可以将毛毯引燃,引燃时间为1min 30s,当功率小于2 000 W时,均未引燃可燃物。由此可见,卤素管电暖器的功率越大,引燃能力越强。

原因:五面卤素管电暖器的功率越大,产生的热量越多,根据能量守恒定律,到达可燃物表面热量越多,可燃物表面温度越高,当功率足够大时,可燃物表面温度达到燃点,可燃物被引燃。

3.3 可燃物种类对引燃能力的影响

毛毯表面的最高温度可达到385℃,报纸表面的最高温度仅为167℃。由此可见,毛毯的蓄热能力好于报纸,毛毯比报纸更容易被引燃。

原因:由于可燃物自身性质的不同,相同条件下引燃不同可燃物的引燃结果也不同,报纸的蓄热能力比毛毯差,热量到达报纸表面很快就散失了,热量不易积累,引燃较为困难。因此,可燃物的蓄热能力越好,热量越容易积累,升温速度越快,表面温度越容易达到燃点,可燃物越容易引燃。

4 结论

通过试验研究五面卤素管电暖器对毛毯和报纸的引燃能力,得出以下结论:

(1)五面卤素管电暖器的功率为2 000 W时,能够将覆盖在其表面的毛毯引燃。报纸不能被五面卤素管电暖器引燃。

(2)五面卤素管电暖器的功率越大,表面温度越高,可燃物越容易被引燃。

(3)随着五面卤素管电暖器与可燃物距离增大,可燃物表面温度降低,引燃能力减弱,五面卤素管电暖器与可燃物的安全距离为10cm。

引燃能力篇3

一、从课题入手:未有曲调先有情

一堂课的引入成功与否关系到整堂课的教学效果, 一篇课文是否能扣住题目去分析, 直接影响到学生习作或将来作文做事的方向, 课文的题目就如人的眼睛, 一来是它重要, 二来它会给人许多联想, 三来, 会引发你许多的猜测。情人眼里出西施, 眼睛是有点艺术和情感色彩的。人的眼睛里有眼珠, 一篇文章的课题上还有题眼, 这个题眼就像人的眼珠, 是很传神的。这个题眼, 有时就一两个字, 却能概括全文的内容。如《欢乐的泼水节》这个“欢乐”一词, 一下子, 就定出了文章的调子。小学生天生好问, 有时他们一看到课题就生会产生许多疑问, 有的课题本身, 就很能启发人思维, 让你看了, 不得不问, 也忍不住不问。如:《“黑板”跑了》, 黑板是挂墙上的, 也没长腿, 怎么会跑呢?“黑板”二字的左右为什么要加引号呢?有的问题引导学生读课文, 他们是能自解的, 有的问题就展示了文章的主线, 由问题还可以生出许多新问题来。有的课题题目就点明中心的, 如《但愿人长久》。有的课题本身就点出了文章的线索, 有的课题本身就含有深刻的寓意。不同类型的课题, 可以进行不同形式的思维训练, 这样的训练, 可以让学生在没看到课文内容之前, 就产生未有曲调先有情的感受。通过对题目的审美联想, 让他们急切地想知道课文的内容, 验证他们的猜测, 佐证同一题目, 可以有不同的写法, 经常性地进行这样的训练, 学生的习作审题很少跑偏, 写起文章来, 思维也比较开阔。

二、从盲点入手:横看成岭侧成峰

同一课文, 不同的人有不同的解读, 同一个人因不同时期的心境与阅历, 也会有不同的感悟。对于学生的不同解读, 不要求全责备, 只要他们说得有道理, 都要给以肯定, 就是真的说错了, 也为我们的教学做一个反证, 这对全班来说, 也是有贡献的。盲点的寻找, 要给学生有一定的时空, 让他们除了有找的时间, 还要想的时间, 这样, 他们的思维才能打开, 对盲点的解答, 教师千万不要一次性给全答案, 可以提供一些关键词, 让他们把这些关键词串起来, 通过串词联想, 也可以引发学生更多的思考, 可以衍生出一些新内容来。

如《孔子游春》有的同学问:我们春游的时候, 对花、对草、对昆虫、对野炊是感兴趣的, 我们的老师和我们去春游的时候也很少谈水的, 倒是为我们介绍了不少的动物和植物, 为什么孔子却对水却情有独钟呢?讨论这一问题时, 有的同学说, 他们到山东去过, 山东是高地, 水少, 孔子就是山东曲阜的, 缺水人能不爱水吗?有的说, 孔子爱的是清水, 不是脏水, 要是请他来看我们门前屋里受过污染的水, 他还爱吗?别说是他, 我不但不爱还恨呢, 就是这么一条河, 去年还淹死了我家的一条小狗, 这条河水是黑的, 味是臭的, 只有苍蝇和蚊子才喜欢那儿, 我看这样的水不是君子, 倒像是小人了。有的说, 孔子爱的不是水, 而是有德行、有情义、有志向而又善施教化的人。在学生充分发表意见之后, 老师提问:同样是水, 有人说是君子, 有人说是小人, 你能像孔子一样说一段, 表达一下吗?在讨论这一问题时, 有的同学能举出例子, 有的同学能仿出句子, 后回答的想创出新的内容, 就在无形中有难度, 这时, 教师根据学生的表述, 给出部分关键词, 让学生围绕词来组段, 很快地就突破了难点, 并会在“七嘴八舌”的插嘴中擦出思维的火花。

三、从穿越入手:心事浩茫连广宇

在小学语文课本中, 有许多课文所讲的内容是远离我们这个时代的, 要讲清课文, 我们必须去了解那个时代, 有的课文本身看上去好懂, 其实含义和情感却很微妙, 不了了解作者是不容易吃透文本的, 只有穿越到作者的心灵世界, 才能和作者产生共鸣, 有的课文里, 主人公的复杂情感光靠语言的信息, 学生很难体味个中真性, 这时就要借助多媒体或情境的表演复活主人公, 让课文中的主人公站到我们面前, 说话、做事、拉曲子。如笔者在上到《秦兵马俑》时, 引入穿越剧《古今大战秦俑情》部分情节, 本想增加点对兵马俑的一种神秘之感的, 没曾想, 一提穿越, 许多学生想出了许多的古今穿越的剧本。有的同学还即兴来了段穿越秦始皇, 看到了许许多多的奴婢, 许许多多的将军, 看到了秦兵马俑原来都是秦始皇手下得力的干将, 秦始皇带着他的几十万兵马俑大军向现代人杀来, 连蒙恬也从地底下扒拉出来了, 可惜到了现代人这里, 一发导弹就把他们导回到几千年前去了。

蒸汽式电熨斗引燃实验研究篇4

本试验中, 笔者选用飞利浦牌三种不同型号电熨斗, 破坏温控器的为引火源, 以床罩、坐垫和木板为引燃材料, 测试不同摆放位置下, 电熨斗对不同类型材料的引燃特性。

1 试验材料及方案

试验材料及测量参数见表1所示。

(1) 引燃床罩试验。

将16层床罩平铺在木板上, 电熨斗平放在床罩中间, 在床罩与木板之间插入4支热电偶, 红外热像仪距电熨斗中心1.4 m, 3支热电偶布置在电熨斗的三个顶点处。

(2) 引燃坐垫试验。

将坐垫平铺在木板上, 电熨斗平放在坐垫中间, 在坐垫与木板之间插入2支热电偶, 红外热像仪距电熨斗中心1.4 m, 3支热电偶布在电熨斗的三个顶点处。

(3) 引燃木板试验。

将电熨斗竖放在木板中间, 红外热像仪距电暖器中心1.4 m, 3支热电偶分别布置在电熨斗的三个顶点处。

引燃试验示意图见图1所示。

2 试验结果及分析

2.1 床罩引燃试验

(1) 试验现象描述。

1′56″:电熨斗按钮处开始冒烟;2′17″:电熨斗前、后侧开始冒烟;3′30″:电熨斗下侧变黄, 床罩出现糊味, 烟变多变浓;5′00″:电熨斗前侧边缘变黑, 前侧冒烟较多;7′30″:电熨斗前部变形, 塑料外壳熔化;8′50″:开门放烟, 床罩大面积变黄, 塑料熔化流出;10′43″:电熨斗前下部分基本全部烧黑;11′29″:加热铁变红, 电熨斗前部塑料烧穿, 后侧变形;12′40″:开始发出“口兹口兹”的声音;13′00″:电熨斗起火, 冒黑烟;试验后发现床罩下木板上留有与电熨斗形状相似的熨烫痕迹, 试验及现象见图2所示。

(2) 电熨斗及床罩底面温度场。

电熨斗的电阻丝多由镍铬合金制成, 根据试验所得数据可得, 在破坏温控器的条件下, 电熨斗金属底板温度上升很快, 最高温度可达750 ℃左右;而电熨斗的外壳部分多由热塑性塑料制品构成, 当受到底面金属板的加热时, 熔化流动, 产生可燃烧的黄色熔滴, 熔滴四处流散造成火势蔓延, 温度进一步升高。对于被引燃材料, 棉质类产品的燃点一般在200～300 ℃, 靠近电熨斗前半部分的床罩底面温度较高, 最高可达750 ℃左右, 而电熨斗后半部分加热面下的床罩底面最高温度为600 ℃左右, 远远高于材料燃点, 因此床罩被引燃, 且燃烧完全。电熨斗底面温度及床罩底面温度曲线, 见图3、图4所示。

2.2 坐垫引燃试验

(1) 试验现象描述。

1′40″:电熨斗前侧开始冒烟;2′30″:电熨斗四周开始冒烟;3′22″:电熨斗下侧边缘开始变黄, 烟变多;4′50″:电熨斗四周变成深黄色;6′40″:电熨斗两侧中间部分变黑;7′00″:电熨斗前侧塑料烧透, 变黑面积增大;9′00″:产生大量白烟, 电熨斗烧透面积增大;11′00″:电熨斗前半部分基本熔化, 可看到红色加热铁, 电熨斗前倾下陷;15′05″:扶手处变黑;15′48″:电熨斗起火, 白光, 发出较大“口兹口兹”声, 电路板起火, 坐垫被烧穿。坐垫引燃试验现象见图5所示。

该引燃试验中使用的电熨斗功率较大, 坐垫内部材料喷胶棉的主要成分是涤纶化纤, 燃点为360～390 ℃, 与床罩引燃试验相比, 整体试验时间较长, 试验现象更明显, 火势更大, 坐垫下木板表面木材被烧透。

2.3 木板引燃试验

(1) 试验现象描述。

4′00″:电熨斗上方开始冒烟;4′30″:电熨斗内部出现闪火;5′20″:电熨斗底面顶部变白;6′45″:底面变白面积逐渐增大, 烟量增多;7′40″:电熨斗底面开始变红;8′38″:电熨斗底面出现倒U型红色痕迹;9′03″:电熨斗底面四周出现火苗, 产生大量黑烟;10′08″:跳闸;12′18″:开始发出“口兹口兹”的声音。木板引燃试验现象见图6所示。

(2) 电熨斗底面温度场。

电熨斗底面温度曲线见图7所示。由图7可以看出, 电熨斗竖放状态下通电, 底面温度较平放状态时低, 与木板接触表面未燃烧, 因此木板未被引燃。由此可见, 电熨斗竖放比平放状态火灾危险性小。

3 结论

(1) 蒸汽式电熨斗是一种火灾危险性较大的家用电器, 在温度失控的状态下, 底面加热面温升较快, 随着温度的升高, 电熨斗塑料外壳会发生冒烟和熔化现象, 加热面最高温度可达750℃。

(2) 电熨斗平放状态比竖放状态底面温度更高, 引燃能力更强, 在实际使用电熨斗时, 通常会在电熨斗周围放有不同材料的织物制品, 例如全棉, 纤维材料等, 这些材料的燃点要比电熨斗加热面温度低, 极易被引燃造成火灾事故。

(3) 根据试验所得蒸汽电熨斗温度特点及引燃特性, 建议在日常使用中, 注意清理周围环境的可燃、易燃物;在带电状态下适当控制电熨斗温度, 做好时时监督;停止使用时, 应及时断电, 避免火灾事故的发生。

摘要：试验选取三种飞利浦牌蒸汽式电熨斗作为引火源, 破坏其温控器后按照不同的摆放方式对全棉床罩、坐垫和木板进行引燃试验。测量电熨斗表面及引燃材料温度场, 观察不同时刻的试验现象, 通过对所得试验结果的分析比较, 得出该类家用电器的火灾危害性。

关键词：蒸汽式电熨斗,引燃,火灾危险性

参考文献

过负荷铜导线引燃特性的实验研究篇5

关键词：过负荷,铜导线,引燃能力,火灾调查

对于一些早期建筑物的电气线路来说, 当时敷设的线路规格已渐渐不能满足目前的生活用电, 这些线路长期处于过负荷运转状态, 或者由于在建筑物建造的过程中偷工减料、使用不符合规格的线路, 也会导致导线过负荷。导线长期过负荷, 如果周围有可燃物, 且散热条件差, 往往会引起火灾, 造成严重的危害后果。2008-2012年, 全国公安消防部门火灾统计为67.5万起, 在查明起火原因的62.3万起火灾中, 电气火灾约为20.8万起, 而由线路短路、过负荷等电气线路故障引起的火灾占全部电气火灾的63.9%, 所以研究过负荷导线引燃特性非常必要。据统计, 电气火灾中最先被引燃的是家具、设备及竹木等制品 (55.1%) , 其次是建筑构件、材料 (12.7%) , 轻工业品、纺织品 (7.4%) 。因此, 笔者选取导线在铺设过程中最可能接触到的木材、纸箱板和布料作为引燃对象, 研究过负荷铜导线的引燃特性。

1 实验部分

1.1 实验设备

火灾痕迹物证综合实验台 (中国人民武装警察部队学院研制) 、TES1313型点温计、数码相机。

1.2 实验材料

单芯聚氯乙烯铜导线 (1.5、2.5、4.0mm2) 、木板、棉布、纸箱板、PVC-U建筑用绝缘阻燃电工套管6mm。

1.3 实验方法

取横截面积为1.5、2.5、4.0mm2的铜导线, 将其通入1.0、1.5、2.5、3.0倍额定电流, 分别以平放、包裹、侧放方式接触木板、纸箱板, 以平放、包裹方式接触棉布, 穿过PVC套管内部, 观察实验现象, 测量导线的温度和发烟时间。

2 实验结果与分析

2.1 铜导线通过不同倍数额定电流时的最高温度

截面积1.5、2.5、4.0mm2的铜导线额定电流分别为24、34、45A, 为与引燃实验中过负荷铜导线燃烧过程作对比, 在引燃实验前, 先测量在不同倍数额定电流下通电15min铜导线本身的最高温度, 实验结果见表1所示。

由表1中数据可知, 铜导线通过的电流倍数越大, 温度越高。当不同截面积导线通过2.5倍额定电流以上时, 虽然截面积4.0 mm2铜导线温度最低, 但也达205℃, 这样的温度高于铜导线聚氯乙烯绝缘层的热分解温度 (130℃左右) , 高于一般纸制品 (130~255.5℃) 和布料 (200℃左右) 的燃点;而1.5和2.5mm2铜导线通过2.5倍额定电流以上时, 温度均高于一般木材 (260℃左右) 的燃点, 均可能将其引燃。

2.2 过负荷铜导线引燃实验

2.2.1 实验结果

选取铜导线在铺设过程中最常见的木板、纸箱板、布料、PVC套管为实验材料, 引燃实验结果见表2~表5。

2.2.2 结果分析

通过实验结果可以发现, 导线截面积大小对过负荷铜导线引燃材料的能力有明显影响。对于通过相同倍数额定电流的铜导线以相同接触方式引燃相同材料时, 2.5mm2过负荷铜导线的温度最高, 1.5mm2过负荷铜导线次之, 4.0mm2过负荷铜导线的温度最低。这是由于导线横截面积不同, 电阻不同, 通电时的电流也有所不同, 所以产生的热量不同, 体现在过负荷导线上则表面温度不同。过负荷电流大小对导线引燃材料的能力有明显影响。每种条件下, 铜导线随着通过1.5、2.5、3.0倍数额定电流时, 经历了未引燃、阴燃和明火燃烧的阶段。根据Q=I2 RT可知通电相同时间, 过负荷电流越大, 铜导线的最高温度也越高, 铜导线对材料的引燃能力越强。

被引燃对象种类对过负荷导线引燃能力有更为明显的影响。木材在一定的过负荷电流下可以被引燃, 因为木材热值大, 燃烧能量高, 辐射热强, 木材与过负荷导线接触存在火灾危险性;棉布在一定的过负荷电流下可以被引燃, 因为棉布燃点低保温性能好, 棉布与过负荷导线接触存在火灾危险性;纸箱在一定的过负荷电流下能够发生阴燃, 因为纸箱阴燃不容易发现, 蔓延速度快, 纸箱与过负荷导线接触存在更大的火灾危险性;PVC套管在一定的过负荷电流下不能够被引燃, 因为PVC管材并不会自燃, 亦不助燃, 且能自熄, 是一种难燃的材料, 火灾危险性低, 但在实际火场中存在PVC穿管内导线过负荷, 使得穿管软化或穿孔, 过负荷导线透过穿管直接与可燃物接触引发火灾, 因此PVC穿管内过负荷铜导线有潜在的危险性。

导线与材料的接触方式不同对过负荷导线的引燃能力有一定的影响。当导线被包裹或在被测物内部时, 被测物被引燃的可能性大, 火灾危险性最大;当平置于被测物表面或在被测物侧面时, 引燃能力几乎相同, 导线在侧面的危险性稍稍高于导线平置在被测物上的火灾危险性;当过负荷导线与可燃物紧密接触时, 可燃物容易被引燃;当过负荷导线距离可燃物一段距离时, 过负荷导线的辐射热不足以引燃可燃物。

3 结论

(1) 在通过相同倍数额定电流时, 2.5mm2的铜导线的引燃能力要强于1.5mm2和4.0mm2的铜导线的引燃能力。

(2) 在其他条件相同的情况下, 通过的过负荷电流越大, 铜导线的引燃能力越强。

(3) 在与导线接触时, 被测物包裹的导线引燃能力比导线在被测物侧面和在被测物上面的火灾危险性大。

(4) 过负荷铜导线与可燃物紧密接触时的引燃能力要强于导线与可燃物相隔一段距离的引燃能力。

(5) 棉布在过负荷电流的作用下被引燃的可能性较大;木材在同样电流下同样也可被引燃;而纸箱在过负荷电流作用下, 会发生阴燃, 危险性大;PVC套管阻燃性能好, 不易引燃, 火灾危险性小。不同材料被引燃的能力大小依次为:棉布>木材>纸板>PVC套管。

在室内布线时, 导线要尽量远离窗帘等棉布物质, 最好远离木材纸箱等物质, 如因布线需要, 将所需布线穿套在PVC套管内并且必须将导线与可燃物间隔一定距离, 切勿紧密接触可燃物, 防止火灾发生。

参考文献

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引燃能力篇6

为进一步了解浸入油品对固体材料引燃特性的影响,笔者测试了明火、香烟火和热辐射3种火源条件下浸机油棉布的引燃情况,探求引燃规律。并考查了浸机油棉布在明火作用下,火焰持续时间及质量损失率与含油量之间的关系,以及含水量对引燃特性的影响。

1 实验仪器与材料

实验仪器:锥形量热仪,铁质燃烧槽(30cm×15cm×6cm),数码相机,电子天平,喷壶,点火器,秒表。

实验材料:棉布(15cm×15cm),石棉网,铝箔纸,机油(15w-40型),卷烟。

2 实验方法

2.1 明火引燃实验

选取4层同样规格的棉布,分别制备不同机油含量的油棉布试样。将试样叠放在石棉网上置于燃烧槽中,控制点火器火焰底部距离试样0.5cm,火焰垂直向上且长度为2cm,点火位置为试样中心,如图1所示。点火开始即开始计时,记录试样的引燃时间和火焰熄灭时间,同时整个过程用相机记录用于核实秒表记录的数据。每组实验结束后均称量燃烧残留物的质量。

棉布含水量影响实验过程为控制机油含量为29%不变,改变棉布中的水的质量分数来制备试样,引燃等其余操作同上。

2.2 香烟火引燃实验

试样制备方法同上,控制试样的放置方式,香烟的放置位置以及香烟的数目,分别对不同机油含量的棉布试样进行实验,实验记录引燃情况及试样燃烧痕迹。

2.3 热辐射引燃实验

试样制备方法同上。利用锥形量热仪分别取热辐射强度为25、30、35、40kW/m2,将试样置于铝箔纸槽中,正对辐射炉放在样品支架上。实验过程中不采用仪器的电弧点火器进行点火,且实验采取均时调节热辐射强度加热法进行,控制最长热辐射作用时间为15min。记录试样的引燃时间及试样燃烧痕迹。

3 结果与讨论

3.1 机油含量对棉布引燃性的影响

固体材料的引燃过程可分为3个阶段,即简单升温、热分解和气体混合物的气相反应。如果热解产生的可燃混气达到可燃的临界浓度,在具有足够能量的火源作用下发生反应,形成明火燃烧,火焰能够稳定在材料表面,此时材料被引燃。随着油棉布中所浸机油含量的增加,油品的挥发改变了固体热解产生可燃混气的速率,从而影响其引燃性。

3.1.1 明火火源条件

研究机油含量对棉布引燃性的影响,设置明火为火源条件进行实验,实验结果如表1所示。

由表1可知,在实验的机油含量的范围内,含油棉布的引燃时间随机油含量的增大而缩短。用单因素方差分析方法分析表1给出的实验结果,选定显著性水平α为0.01,得到方差分析表,如表2所示。

由表2可知,明火火源条件下实验结果的方差分析计算所得F值等于77.351>F0.01(8,9)=5.467,对应无显著性影响的概率为2.2×10-7<0.01,表明机油含量对棉布引燃时间有非常显著的影响。这是因为浸油材料引燃过程的气相反应包括棉布热解产生的挥发分和油品蒸气,随着机油含量增加,机油蒸气浓度增加,可燃混气生成速率加快,达到可燃混气的燃烧临界浓度的时间缩短,所需的引燃时间变短。而机油含量继续增大时,试样上方可燃混气生成速率继续加快,但由于点火器火焰大小限制,受到热作用的可燃混气已接近临界值,此时试样的引燃时间不会有明显缩短。机油含量为36%、40%和45%的棉布的明火引燃时间均约为4.4s。

3.1.2 香烟火火源条件

表3为香烟火引燃油棉布实验的实验结果。不同放置方式下的试样燃烧或炭化痕迹,如图2所示。

由表3、图2可知,试样的放置方式和香烟的数目对油棉布的引燃能力具有一定差异。当棉布的机油质量分数为25%,放置一支燃着的香烟时,采用三种放置方式均不能引燃试样,试样的炭化面积从平放、折皱到团状稍有增大且当试样为团状时有较多焦黄痕迹。这是因为试样与香烟的接触面积逐渐增加,且试样的积热能力大大加强,在相同的火源条件下所产生的炭化痕迹就越大。但由于1支香烟提供的热量不足以维持试样积热达到其引燃温度,因而只能出现香烟轮廓样式的沟状炭化痕迹。当机油质量分数保持为25%不变,采用两支香烟引燃团状试样时,重复3次实验只有1次实验试样被引燃。说明在相同的积热能力条件下,更高热量的火源才可能将材料引燃。

当棉布中机油质量分数增加到35%和40%,均采用两支香烟火引燃团状试样时,分别重复3次实验,结果均只有一次成功将试样引燃。实验表明,机油的含量并不能明显影响香烟对棉布的引燃特性。这与机油的闪点有关,实验所用机油闪点约为229℃,略高于普通棉布的燃点(210℃),机油蒸气的挥发并不能明显改变可燃混气的生成速率。当50%机油含量的棉布采用两支燃着的香烟引燃时,在通风良好的情况下重复三次实验有两次成功将试样引燃。这说明达到阴燃向明火的转变除了与积热条件有关,还与通风条件有关。

3.1.3 热辐射火源条件

研究热辐射对不同机油含量棉布的引燃性,实验结果如表4所示。

由表4可以看出,机油质量分数为0、30%、50%的棉布,即使热辐射强度增加到40kW/m2,3min内仍不能被引燃,说明棉布试样被引燃的热辐射有一定的临界值,在临界值以内均不能短时间将试样引燃。保持试样机油含量不变,初始热辐射强度30kW/m2加热5min后,调节为35kW/m2再加热5 min,当调节到40kW/m2后的125s即出现明火,试样被引燃。说明对于不同机油含量的棉布能被引燃的热辐射临界值不同,继续增大初始热辐射发现,棉布短时间能被热辐射引燃的机油含量约为50%,热辐射强度约为35kW/m2。且在实验的机油含量范围内,35kW/m2强度热辐射作用下,棉布的引燃时间随含量增大而缩短。说明机油含量的增加能够减小棉布被引燃的热辐射强度临界值,但当机油含量较低时,对棉布引燃性的影响较小。

3.2 机油含量对棉布燃烧特性的影响

图3为明火条件下棉布机油含量与燃烧的火焰持续时间和残留物质量的关系。

从图3可以看出,当机油质量分数在29%时,火焰持续时间曲线和残留物质量曲线均出现突变,火焰持续时间变化趋势变为缩短,质量损失速率加快。火焰持续时间随着机油含量增大逐渐增大,当机油质量分数达29%时,火焰持续时间最高为835s。机油含量继续增大时,火焰持续时间则逐渐缩短。表明机油的添加使棉布的燃烧更加完全,火焰持续时间增加,而当机油含量达到临界值,机油含量继续增大使棉布的燃烧速率增大,火焰持续时间缩短,燃烧的残留物质量也趋于恒定。

3.3 含水量对浸机油棉布引燃特性的影响

研究浸机油棉布含水量对其引燃特性的影响,选取机油质量分数为29%的棉布试样进行引燃实验,结果如表5所示。

由表5可知,向浸机油棉布中添加水会显著影响其引燃特性。当水质量分数达3%时,其引燃时间就增大了一倍。随着水量的增加,浸油棉布的引燃越来越困难,当水质量分数达到10%后,火焰只能持续1 min即熄灭。继续增大含水量火焰持续时间继续减小,当水质量分数达到13%时,棉布不能被引燃。

4 结论

(1)明火和热辐射条件下棉布的引燃时间均随机油含量的增加而缩短。其中在明火火源作用下,当棉布中机油质量分数达45%时,其引燃时间就缩短了近一半。对于热辐射作用则还与给定的热辐射强度有关,当热辐射强度达到35kW/m2,机油质量分数达到50%时,棉布能在1min内被引燃。在香烟火作用下,机油含量对棉布引燃特性影响较小,当机油质量分数达50%且通风良好时才能将棉布引燃。

(2)机油的添加对棉布的燃烧特性影响很大。随着机油含量的增加,棉布燃烧的火焰持续时间不断增加,达到29%浸油量临界值时,燃烧速率发生突变使得火焰持续时间逐渐减小。同时,棉布燃烧的残留物质量也随着机油含量的增加而减小,当机油含量超过29%后,残留物质量趋于恒定。

(3)浸机油棉布中的含水量是其引燃特性的另一个影响因素。棉布的含水量越大越不容易被引燃,当水质量分数达到10%时,29%机油含量的棉布仅能被引燃而不能被燃烧完全。当水质量分数超过13%,棉布在限定时间内不能被明火引燃。

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