非常压条件下木质材料炭化层缩聚的动力学机制及缩裂现象产生机理研究

项目名称： 非常压条件下木质材料炭化层缩聚的动力学机制及缩裂现象产生机理研究

项目编号： No.51406192

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 能源与动力工程

项目作者： 李开源

作者单位： 中国科学技术大学

项目金额： 27万元

中文摘要： 木质材料炭化层的几何形态是材料燃烧的重要影响因素及火灾痕迹鉴定的首要依据，研究其演化过程具有重要的科学意义与应用价值。炭化层几何形态是由热解过程中的缩聚和龟裂特征决定的，但目前二者的产生和发展机理尚未得到系统揭示。本项目以木质材料为对象，开展变氧压热解实验，重点解决两个科学问题：①引起炭化层缩聚的内在动力学机制，②龟裂（或缩裂现象）的产生机理。通过本项目的研究，可望得到不同压力和氧浓度下炭化层几何形态演变规律；建立收缩率和收缩速率随压力、辐射强度、试件尺寸等变化的非线性动力学模型，揭示压力对炭化层缩聚的驱动作用；发展裂纹形态参数与环境条件变量的无量纲关系式，确定炭化层从未裂向龟裂转化的临界环境条件；明确火焰及表面氧化对几何形态的影响，以及炭化层对火焰形态的反作用关系；构建缩裂模型，计算不均匀缩聚度、内应力和抗拉强度，揭示缩裂现象的产生机理。

中文关键词： 木质材料；热解；炭化层；炭化层几何形态；缩聚

英文摘要： Char layer patterns significantly affect the combustion processes of wood materials in fires. Meanwhile, it is regarded as the most useful tool for fire investigation. Therefore it is worthwhile studying the char layer patterns from scientific and practic

英文关键词： wood material；pyrolysis；char layer；char layer pattern；shrinkage