研究目的
了解空隙（燃烧器边缘与燃料表面之间的距离）对聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）和甲基丙烯酸甲酯（MMA）水平表面燃烧速率及火焰结构的影响。
研究成果
研究表明，空间余量（即未填满的燃料上方空间）显著影响燃烧速率和火焰结构——随着空间余量增加，由于热量和氧气传输减少，燃烧速率随之降低。尽管存在部分差异，火灾动力学模拟器（FDS）能有效捕捉气相变化趋势。该研究为火灾动力学提供了基础数据，并验证了FDS在此类研究中的适用性，同时建议通过改进热解模型来提高精确度。
研究不足
数值模型（FDS）显示燃料表面附近的温度和组分预测存在偏差。热解模型可能需要微调，因为燃烧速率被低估。实验误差包括组分测量的可重复性问题（某些组分高达20%）以及温度测量的准确性（2.7-6%）。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用实验与数值模拟相结合的方法，通过燃烧器将燃料表面水平定向于指定气隙高度。测量温度场和组分场，并使用火灾动力学模拟器（FDS）进行数值模拟，其中采用无限速率化学反应及升华或动力学模型处理热解过程。
2：样本选择与数据来源：
选用聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）板材（30毫米×30毫米×6毫米，密度1190千克/立方米）和甲基丙烯酸甲酯（MMA）液体作为燃料。数据包括受控实验中获取的温度分布、组分浓度及质量损失率。
3：实验设备与材料清单：
设备包含燃料供给系统、燃烧器、铂-铂10%铑热电偶、微探针、质谱仪（Hiden Analytical HPR60）、模数转换器（E14-140-M）、电子天平及FDS软件；材料包括PMMA、MMA及校准气体。
4：0）、模数转换器（E14-140-M）、电子天平及FDS软件；材料包括PMMA、MMA及校准气体。 实验流程与操作步骤：
4. 实验流程与操作步骤：针对MMA燃料，维持特定气隙高度的液位，通过热电偶和微探针多点测量温度与组分；针对PMMA板材，点燃后记录质量损失与温度变化。FDS数值模拟涉及计算域设置、网格细化及边界条件配置。
5：数据分析方法：
采用Collis和Williams公式对温度数据进行辐射修正，对组分浓度进行校准与平均处理。通过将FDS预测结果与实验数据对比实现验证。
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获取完整内容-
Mass Spectrometer
HPR60
Hiden Analytical
Measurement of species concentrations in flames, including O2, N2, CO, CO2, H2O, propylene, ethylene, and MMA.
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Fire Dynamics Simulator
FDS version 6.5.3
National Institute of Standards and Technology (NIST)
Numerical simulation of fire dynamics, including fluid flow, combustion, and heat transfer.
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AD Converter
E14-140-M
Recording signals from thermocouples and electronic balance with 14-bit resolution.
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Thermocouple
Pt-Pt10%Rh
Measurement of flame temperature, with radiation correction applied.
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