低压环境下的火灾研究是火灾科学中一个重要领域,而对于我国的火灾研究来说又是一个较新的方向,该方向提出的重要目的之一是为了解决高原环境中的古建筑防火问题。在我国的西部高原地区——以青藏高原为代表,矗立着布达拉宫等的一大批高原古建筑群落。这些建筑物不仅具有重大的经济文化价值,同时还具有极其重要的政治意义,一旦发生火灾,必定会造成难以弥补的巨大损失。然而由于我国的高原建筑通常具有密集且耐火等级普遍较低等特点,同时西部经济的高速发展促使火、电、气用量快速增加,所以随之产生的火灾事故也逐年增多,这不仅影响到当地人民的生命财产安全,同时也直接危害到我国的重要历史文物和宗教文化传承。因此,研究高原低压火灾特性,提出具有针对性的火灾防治方法是目前我国火灾研究中亟待解决的问题。火灾探测是火灾防治的关键技术之一,其依据是火灾发生过程中的各种特征参量也即火灾产物和现象的特征规律。由于高原低压低氧环境的特殊性,其火灾燃烧过程异于常压环境。那么探讨低气压下火灾燃烧参量的变化规律也正是本文的核心内容。池火作为一种重要的火灾现象,具有很好的代表性。在工业火灾中,液体池火占据了重要地位。液体燃烧包含了燃料蒸发、对流、空气卷吸、混合、燃烧、辐射等相关热过程,其复杂的燃烧形式是火灾研究所关注的重点内容。本文选取液体池火这一重要的火灾燃烧形式作为主要研究对象,从火灾动力学、燃烧学等相关基础学科理论出发,结合实验研究揭示大气压力和氧含量降低对池火燃烧行为的影响机制,建立高原低压与池火燃烧参量如燃烧速率、火焰温度场分布、辐射强度等的数学关系模型；同时结合流体力学和热力学理论,进一步揭示气压对火焰图像如高度、色彩、脉动频率等的影响规律,最终建立低压与池火火灾参量之间的理论影响关系,为低压下的火灾探测及防治工作提供理论指导和技术支撑。论文的具体工作主要为：在理论研究方面,首先介绍前人有关变压环境燃烧的两大相似理论模型,即压力模型和辐射火焰模型；然后从火灾动力学、传热学等相关理论出发,深入探讨气压对不同热反馈机制池火燃烧速率的影响,建立了气压对燃烧速率的分阶段影响预测关系模型；进一步探讨辐射分数在不同气压下的变化情况,理论推导出辐射分数为气压的弱函数；采用无量纲化的火灾学经典模型来分析气压对火焰高度及脉动频率的影响,解释了气压对小尺寸及大尺寸池火火焰高度的不同影响,以及低压环境下火焰脉动频率略微提高的现象；最终建立气压对池火燃烧特性参量及火焰图像特征参量的理论影响关系。在实验研究方面,利用拉萨和合肥两个不同气压环境下的标准燃烧室,设计并开展了两大系列池火对比燃烧实验。第一系列是15种尺寸的方形池火对比实验,其尺寸范围涵盖传导、对流、辐射三种燃烧主控形式,其实验目的是对理论预测模型和关系式进行验证；第二系列是等面积4种不同长宽比矩形池火对比实验,并详细研究了气压和长宽比变化对燃烧行为的耦合作用,提出了两者作用下的池火燃烧参量变化规律关系式。最后结合理论和实验研究,从物理意义上剖析了气压对池火燃烧影响的实质及其内在关系链,并对低压池火燃烧的各因变量之间的耦合影响关系进行了总结,为此前的研究工作作了完整串联。