第11期 杨雄等：高原低气压环境室内富氧的安全氧气体积分数上限 ,1469 气压继续下降则无法通过激光将滤纸点着.这主要 图3(b)为将大气压换算为海拔后，燃烧速度与海拔 是由于氧分压的降低使得环境中氧气体积分数降 的关系，从图中可以看出海拔从0增加到3600m, 低，因此燃烧反应的剧烈程度降低，燃烧速度减慢 滤纸的燃烧速度下降了27%. 25 2.5 (a) (b) 2.4 2.4 2.3 wrw)/ 2.3 2.2 22 2.1 2.0 .0 1.9 羚18 19 75 85 95 105 1. 0 2 大气压/kPa 海拔km 图3氧气的体积分数为20.9%时的滤纸燃烧速度.()滤纸燃烧速度与大气压关系：(b)滤纸燃烧速度与海拔关系 Fig.3 Burning rates of filter paper with the oxygen concentration at 20.9%(a)effect of barometric pressure on the burning rate of filter paper: (b)effect of altitude on the burning rate of filter paper 2.3氧分压对燃烧速度的影响 3.0 图4为维持氧分压Po,为21.18kPa(一个标准 一■一涤卡 一·一棉布 大气压下空气中的氧分压)和14.95kPa(海拔 2 3000m时空气中的氧分压)时，改变大气压对滤纸 2.0 燃烧速度的影响情况.从图中可以看出，在相同的 大气压下，氧分压越大，燃烧速度越快，当氧分压 Po,不变时随着海拔的升高，材料的燃烧速度加快， 1.0 当氧分压维持于21.18kPa、大气压为101.3kPa时， 60 70 80 滤纸的燃烧速度为2.47mms1;当大气压降低为 90 100 大气压力kPa 51.3kPa时，滤纸的燃烧速度增大到4.57mms1, 相当于燃烧速度增加了85%.当氧分压为 图5氧分压为21.18kPa时涤卡和棉布在不同大气压下的燃烧 速度 14.95kPa时，滤纸的燃烧速度随压力的减小而增大 Fig.5 Effect of barometrie pressure on the burning rates of cotton 的趋势与氧分压为21.18kPa的情况一致，图5为 fabric and Dacron khaki at a constant Po of 21.18kPa 氧分压为21.18kPa时，涤卡和棉布在不同大气压 条件下的燃烧速度.从图中可以看出，当氧分压为 在一个标准大气压下氧气的体积分数为23% 一定值时大气压越低，材料的燃烧速度越快，这与用 时滤纸的燃烧速度为3.01mms-1.在图4上画一 滤纸燃烧得出的结果趋势相同 条燃烧速度为3.01mms-1的直线，分别与氧分压 为14.95kPa、21.18kPa两条燃烧曲线相交于A、B --P。.=21.18kPa 两点，交点横坐标分别为52.63kPa和86.97kPa· --Po:=14.95 kPa 维持氧分压与海拔3000m时的氧分压一致，当大气 压低于52.63kPa时燃烧速度超过3.01mms1,也 就是说当大气压低于52.63kPa时，通过富氧使得 3.0I 室内氧分压上升到与海拔3000m以下时空气中的 氧分压一致，会带来火灾危险，同理，通过富氧使得 环境氧分压达到与一个标准大气压下空气中的氧分 50 60 708090100 110 压一致时，大气压不能低于86.97kPa. 大气压kPa 2.4富氧安全分析 图4维持氧分压为一定值时滤纸燃烧速度与大气压关系 通过实验可得，滤纸、棉布和涤卡在一个标准大 Fig.4 Effect of barometric pressure on the burning rate of filter pa- 气压下氧气的体积分数为23%时燃烧速度分别为 per at constant Po 3.01mms-1、1.76mms-1和1.11mms1.图6气压继续下降则无法通过激光将滤纸点着．这主要 是由于氧分压的降低使得环境中氧气体积分数降 低‚因此燃烧反应的剧烈程度降低‚燃烧速度减慢． 图3（b）为将大气压换算为海拔后‚燃烧速度与海拔 的关系．从图中可以看出海拔从0增加到3600m‚ 滤纸的燃烧速度下降了27％． 图3 氧气的体积分数为20∙9％时的滤纸燃烧速度．（a） 滤纸燃烧速度与大气压关系；（b） 滤纸燃烧速度与海拔关系 Fig．3 Burning rates of filter paper with the oxygen concentration at20∙9％：（a） effect of barometric pressure on the burning rate of filter paper； （b） effect of altitude on the burning rate of filter paper 图4 维持氧分压为一定值时滤纸燃烧速度与大气压关系 Fig．4 Effect of barometric pressure on the burning rate of filter pa￾per at constant PO2 2∙3 氧分压对燃烧速度的影响 图4为维持氧分压 PO2为21∙18kPa（一个标准 大气压下空气中的氧分压） 和 14∙95kPa （海拔 3000m时空气中的氧分压）时‚改变大气压对滤纸 燃烧速度的影响情况．从图中可以看出‚在相同的 大气压下‚氧分压越大‚燃烧速度越快．当氧分压 PO2不变时随着海拔的升高‚材料的燃烧速度加快． 当氧分压维持于21∙18kPa、大气压为101∙3kPa 时‚ 滤纸的燃烧速度为2∙47mm·s －1 ；当大气压降低为 51∙3kPa 时‚滤纸的燃烧速度增大到4∙57mm·s －1‚ 相当 于 燃 烧 速 度 增 加 了 85％． 当 氧 分 压 为 14∙95kPa时‚滤纸的燃烧速度随压力的减小而增大 的趋势与氧分压为21∙18kPa 的情况一致．图5为 氧分压为21∙18kPa 时‚涤卡和棉布在不同大气压 条件下的燃烧速度．从图中可以看出‚当氧分压为 一定值时大气压越低‚材料的燃烧速度越快‚这与用 滤纸燃烧得出的结果趋势相同． 图5 氧分压为21∙18kPa 时涤卡和棉布在不同大气压下的燃烧 速度 Fig．5 Effect of barometric pressure on the burning rates of cotton fabric and Dacron khaki at a constant PO2 of 21∙18kPa 在一个标准大气压下氧气的体积分数为23％ 时滤纸的燃烧速度为3∙01mm·s －1．在图4上画一 条燃烧速度为3∙01mm·s －1的直线‚分别与氧分压 为14∙95kPa、21∙18kPa 两条燃烧曲线相交于 A、B 两点‚交点横坐标分别为52∙63kPa 和86∙97kPa． 维持氧分压与海拔3000m 时的氧分压一致‚当大气 压低于52∙63kPa 时燃烧速度超过3∙01mm·s －1‚也 就是说当大气压低于52∙63kPa 时‚通过富氧使得 室内氧分压上升到与海拔3000m 以下时空气中的 氧分压一致‚会带来火灾危险．同理‚通过富氧使得 环境氧分压达到与一个标准大气压下空气中的氧分 压一致时‚大气压不能低于86∙97kPa． 2∙4 富氧安全分析 通过实验可得‚滤纸、棉布和涤卡在一个标准大 气压下氧气的体积分数为23％时燃烧速度分别为 3∙01mm·s －1、1∙76mm·s －1和1∙11mm·s －1．图6 第11期 杨 雄等： 高原低气压环境室内富氧的安全氧气体积分数上限 ·1469·