低壓條件下正庚烷油池火產煙特性與煙粒子散射特性研究火災的安全與防范是關系社稷民生與工業生產安全的重要事項。在高原、飛機機艙等低壓環境發生的火災,由于其燃燒行為具有特殊性,給火災探測與預防造成困難。本文通過在低壓低氧艙以及飛機貨艙環境模擬艙中開展實驗,詳細研究了低氣壓對于正庚烷油池火燃燒特性的影響,著重分析了低壓環境中正庚烷油池火的產煙特性,并利用離散偶極子方法計算粒子的散射特性,提出了針對低壓環境煙霧探測技術的改進方案。本文的研究結合實驗數據從科學的角度揭示了低壓環境對于正庚烷油池火煙粒子的產煙規律,并結合實際應用為煙霧探測技術的改進提供數據和理論支持。低壓環境明顯影響正庚烷油池火的燃燒特性,包括燃燒速率、火焰高度、火焰中心線溫度、火焰輻射以及CO生成量。隨著氣壓的降低,燃料的燃燒速率下降明顯,有-·m"∝P0.63±0.03關系。火焰高度隨氣壓的降低而升高,且隨著氣壓的降低,火焰高度增高的趨勢愈加明顯。隨著氣壓的降低,火焰中心線最高溫度出現的位置提升,這表明低氣壓火災容易造成更高的頂棚溫度；低氣壓下,火焰底部更加“纖細”,燃燒更集中,溫度更高,燃燒效率更高。低壓火焰更加暗淡,對外熱輻射作用更弱,火焰中明亮的煙顆粒較少。當氣壓等于或高于80.8kPa,正庚烷燃燒產生的CO和氣壓的關系非常不明顯；而當氣壓等于或低于70.7kPa時,CO產量迅速增加。本文首次發現了低氣壓對煙顆粒微觀形貌特征的影響規律。驗證了陰燃火煙顆粒是由分解的有機物液滴構成,而明火煙顆粒主要由碳粒子構成的分形凝聚體。明火煙粒子的主粒子粒徑、每個凝聚體含有的主粒子個數、回轉半徑都隨著氣壓的降低而減小。分形維數和分形前置因子和氣壓沒有明顯關系。陰燃火煙粒子的直徑和氣壓沒有明顯關系,粒徑主要取決于燃燒物的種類。本文通過電鏡掃描結合數據統計方法,以及電遷移率掃描粒子群方法研究了粒子的粒徑分布,發現正庚烷明火煙顆粒的幾何平均粒徑和中位數粒徑隨著氣壓的升高而明顯增大,推導出幾何平均粒徑和氣壓之間的二階多項式關系。揭示了低氣壓對煙霧總體質量濃度、數目濃度、消光系數等宏觀特性的影響機制。當氣壓降低,正庚烷明火煙顆粒的粒子數目濃度隨之降低。粒子數目濃度和氣壓之間存在線性關系。無論明火還是陰燃火,煙氣生成率隨著氣壓的升高而增大。煙霧的消光系數都隨氣壓具有線性關系且隨著氣壓的升高而增大。比消光系數的大小主要由可燃物的種類決定。建立了典型明火和陰燃火的煙粒子模型,并利用此模型和DDA方法計算并揭示低壓環境對于煙粒子散射特性的影響規律。結果表明,散射相函數隨著氣壓的降低、波長的增大和散射角度的增大而減小。無論明火和陰燃火顆粒,前向散射強度都要明顯比后向散射強度大。在入射光波長300到2000nm范圍內,煙粒子分形凝聚體的散射更符合Mie散射理論。隨著氣壓的升高,明火煙粒子更加的不規則,更接近分形凝聚體;并且隨著入射光波長的減小,粒子偏離球體的特性更加的明顯。S12/S11、S33/S11、S44/S11與壓力和波長沒有明顯的關系。散射不對稱因子g(1)揭示了對于明火和陰燃火的煙粒子,前向散射都占據主導地位。煙粒子吸收效率因子、散射效率因子和散射率隨著氣壓的升高和波長的降低而增加,且與氣壓的關系可以用線性擬合。煙粒子對光的吸收作用在總消光效果中占主導地位。闡釋了低壓環境影響光電感煙探測器性能的因素,并針對低壓環境煙粒子提出了改進感煙探測器性能的設計方案。火災煙顆粒的散射光強正比1/λ4,且和粒子尺度、散射角具有密切聯系。低氣壓環境中,常規的感煙火災探測器應該加以改進,具體包括以下幾個方面：感煙探測器的靈敏度應該提高：激光可以用于增強對較小煙顆粒的探測能力；散射入射光波長應該采用較短波長,如近紫外光或者藍紫光；前向散射比后向