清华大学学报(自然科学版)

作者：胡皓玮, 祁桢尧, 时敬军, 纪杰

单位：中国科学技术大学 火灾科学国家重点实验室, 合肥 230026

关键词：木材燃烧,原木,纹理,木节,炭化

基金：国家重点研发计划项目（2020YFC1522800）\r\n

木材因其优异的隔热性能、力学强度和观赏价值而被广泛应用于建材、家具和工艺品中。作为一种可燃材料，木材的燃烧过程会经历热解、点燃、炭化与开裂。目前对于木材燃烧特性的研究，样本通常选用均质的人造板材或避开缺陷的原木。但实际情况下，不同树种结构各异，制备而成的原木板表面的纹理分布不均匀，同时原木中还存在木节等结构缺陷，这些因素都可能影响原木板材的燃烧过程。该文在火焰蔓延量热仪下开展小尺寸原木板材燃烧实验，使用3种树种（辐射松、白松、杉木）的原木，比较了不同外部辐射热流下原木的燃烧特性，获得了不同树种的典型燃烧行为、热释放速率曲线和点燃特性。结果表明，不同树种、不同纹理、结构缺陷（木节）会影响原木的燃烧行为。随着外部辐射热流的增加，原木的点燃时间缩短，热释放速率峰值增加。在该文实验工况范围内，外部辐射热流15 kW/m2时原木点燃时间的重复性差异最大约35%，高于均质人造板材，体现了原木结构非均质性对其燃烧特性的影响，但这一差异随外部辐射热流的增加而减小。对于同一树种，疏、密纹理样本的燃烧特性存在差异，辐射松疏、密纹理原木点燃时间差值最大可达500 s以上，且平行于纹理方向上的炭化速率高于垂直于纹理方向上的。杉木中含有大量木节，低外部辐射热流条件下木节的存在会导致点燃时间缩短、热释放速率峰值增加。

来源：2022年第6期

《清华大学学报(自然科学版)》期刊编辑部

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