固体可燃物的热解着火过程决定了火灾的初始阶段,而火蔓延过程则决定了火灾的发展阶段。这两方面是火灾科学中的重点课题,一直受到众多学者的关注和研究。固体可燃物在受到外界辐射的作用下,温度将持续上升,当达到一定温度时,固体将发生热解并释放出小分子热解气体。热解气体将不断从固体表面析出,并与周围空气混合形成预混可燃气体。当可燃气体浓度与温度达到临界条件时,气相化学反应放热量将不可逆转的超过对流散热量,局部气相温度发生跃升,从而产生了宏观上的着火现象。当固体可燃物的着火发生之后,由于火焰对燃烧区域表面的传热作用,表面热流和表面温度将迅速升高,从而产生更多的热解气体,继续参与到气相燃烧反应中,使得燃烧强度持续增加,直到燃料达到热平衡状态。火焰在对燃烧区域传输热量的同时,也会对未燃区域传输热量,使得未燃区域温度上升,热解过程加速,进一步产生更多的热解气体以维持燃烧过程。这在宏观上就表现为热解前锋位置的移动,即火焰发生蔓延。固体可燃物的着火与火蔓延本质上都与固体表面上方的热解气体流动相关。当固体表面朝向发生改变时,热解气体流场势必发生改变,从而使得着火与火蔓延行为发生变化。然而以往的研究者们对此关注不多,关于着火过程大多研究的是水平放置的材料,对于其他朝向下的材料着火研究较少。对于火蔓延过程,大多也是研究的水平、向上(包括倾斜向上)和向下(包括倾斜向下)情形,很少有学者研究过坡面上的侧向火蔓延过程。针对前人对此的研究不足,本文主要就热解着火过程和火蔓延过程两方面展开实验研究和理论研究工作。具体内容如下：热解着火方面,利用辐射加热锥,在不同辐射热流下测量三种放置形式下(受热面向上、垂直放置和受热面向下)泡桐木材的热解着火特性。实验证实了材料表面朝向会对热解着火过程产生影响。同时,我们还建立了木材的一维热解模型,并引入表面朝向对对流传热的影响作为边界条件,利用数值计算的方法考察材料的表面温度。模型计算结果表明,材料表面朝向主要通过对流传热和热解气体辐射阻碍作用两个方面来影响材料的热解着火过程。火蔓延方面,在可调角度的实验台上进行了PMMA板的侧向火蔓延过程的实验研究。通过结合对流传热主控假设,推导出侧向火蔓延的理论模型,并预测在材料宽度较小的情况下,侧向火蔓延速率会随着倾角的增加而增加,且随着宽度增加而略微减小,这一结论在实验中得到了证实。在此基础上,我们还对侧向火蔓延中的火焰形态进行了研究。结果表明,热解区长度与宽度和倾角正弦成幂指数关系,而火焰长度只与宽度成幂指数关系。另外,在拉萨和合肥均进行了倾斜PMMA板的燃烧行为实验,包括稳态燃烧和火蔓延两方面。文中建立了一个倾斜表面上的稳态燃烧速率预测模型,模型与实验结果均显示燃烧速率随压力和倾角的增大而增大。在低压环境下,气相化学反应速率会对火蔓延速率产生显著影响。