1、火灾事故调查课程设计设计题目：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
2、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、
3、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
4、 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；-布料燃烧长度，cm；-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/(
5、cm/s)1 0 0 02 2.67 13 0.213 4 26 0.154 5.33 39 0.145 6 52 0.126 7.33 65 0.117 8.67 78 0.118 9.33 91 0.109 11.33 104 0.1110 12 117 0.1011 12.67 130 0.1012 14 143 0.1013 15.33 156 0.1014 16 169 0.0915 17.33 182 0.1016 19.33 195 0.1017 21.33 208 0.1018 24 221 0.1119 26.67 234 0.1120 33.33 247 0.1321 40
6、 260 0.1522 0 27323 0 28624 0 299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)1 0 0 02 1.51 2 0.783 2.18 4 0.554 4 6 0.675 4.53 8 0.576 6.04 10 0.607 7.55 12 0.638 8.73 14 0.629 9.45 16 0.5910 10.18 18 0.5711 10.18 20 0.5112 11.32 22 0.5113 11.64 24 0.4914 13.58 26 0.5215 15.09 28 0.5416 16.60 30 0.5
7、517 18.4 32 0.5818 20 34 0.5919 22.4 36 0.6220 25.6 38 0.6421 26.4 40 0.6622 26.4 42 0.6323 30.94 44 0.7024 31.70 46 0.7025 33.96 48 0.7126 37.74 50 0.7527 0 5228 0 5429 0 56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)1 0 0 02 1.87 6 0.313 2.6 12 0.224 2.73 18 0.155 2.93 24 0.126 3.67 30 0.127 4.3
8、3 36 0.128 4.33 42 0.109 5.8 48 0.1210 8 54 0.1511 11.67 60 0.1912 13.8 66 0.2113 15.27 72 0.2114 16 78 0.2115 18.4 84 0.2216 20 90 0.2217 22.4 96 0.2318 26.6 102 0.2619 27.53 108 0.2520 31.13 114 0.2721 32.87 120 0.2722 34.67 126 0.2823 37.33 132 0.2824 38.45 138 0.2825 39.53 144 0.2726 40 150 0.27
9、27 0 15628 0 16229 0 1685、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长、较水平燃烧短；水平燃烧的平均燃烧速度最慢，燃烧时间最长。6、实验材料化学反应机理分析由于纯棉的主要成分纤维素，所以实验材料的化学反应机理即纤维素的化学反应机理，纤维素的表达式为 。nOHC5106纤维素化学反应式： OnHCn 225106 56燃 烧
