薄层纸张逆向火焰蔓延的熄火机理与极限氧浓度研究

《Proceedings of the Geologists' Association》：Extinction of opposed flame spread over thin paper

本综述聚焦薄层可燃物逆向火焰蔓延的熄火机制，创新性地提出由热传递边界与化学动力学边界共同决定的极限氧浓度（LOC）理论模型。该模型系统阐明了气流速度、环境压力、重力水平及外部辐射等变量对材料在近熄火条件下可燃性（如LOI/LOC）的影响机制，为航天器非标大气环境中的火灾安全评估提供了重要理论依据。

　　

理论分析

LOC（极限氧浓度）的定性判定基于控制火焰蔓延速率的热传递与化学动力学机制，以及导致蔓延火焰熄火的极限条件[7,9,25]。如图1所示，火焰在固体燃料表面的逆向流动蔓延可描述为一系列点火步骤，其中火焰扮演双重角色：既作为热源使固体燃料热解，又作为点火源引燃...

结果与讨论

本节评估所提出的薄层可燃物（如纸张）LOC模型，以及气流速度、环境压力、外部辐射加热和重力等环境变量的影响。计算值采用文献中纸张特性数据（见表1）确定。环境特性参考温度取1250 K，该温度近似为正常空气中_a和_g的中间值...

结论

本文提出了一种分析薄层固体燃料可燃性（特别是熄火现象）的理论模型，该模型基于对火焰蔓延过程的简化定义。通过考虑固体燃料加热和气体化学动力学的影响机制，该模型可量化熄火时的极限氧摩尔分数（LOC）。文中还讨论了气流速度、环境压力、外部...