本文關鍵詞：火場進風口情況對火旋風特性影響的研究

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【摘要】：火旋風是一種特殊火行為,是當火焰受到旋轉氣流作用時產(chǎn)生的一種旋轉的燃燒形式,常出現(xiàn)在森林火災、城市建筑火災和一些中小規(guī)模的人工焚燒中,是一種破壞力極強的自然災害�；鹦L對火場的環(huán)境較為敏感,火場的環(huán)境變化可能引起火場中氣流運動方式的改變,氣流運動方式的改變將會直接影響到火旋風的形成、強度和穩(wěn)定性。進風口情況是火場環(huán)境中最能影響到火場氣流運動方式的因素之一�；饒鲋械倪M風口情況會直接影響到氣流的運動,從而對火場中火旋風的形成、強度和穩(wěn)定性造成較大影響。研究火場進風口情況對火旋風特性的影響,對于火旋風的防治工作具有一定現(xiàn)實意義。 為了探索火場進風口情況對火旋風特性的影響,本文將進風口情況分為進風口的寬度、高度、形狀和位置,采用開口可控的六邊形火旋風發(fā)生裝置對其分別進行實驗研究。得到以下主要結論： (1)在研究進風口寬度的影響時,發(fā)現(xiàn)火旋風的強度和穩(wěn)定性均隨著進風口寬度的增加先增大后減小,即存在一個最佳進風口寬度,此時火旋風的強度和穩(wěn)定性最強。對此現(xiàn)象進行了定性的分析,只有當火場進風口寬度適中時,進氣流形成的旋轉氣流具有一個合適的厚度和流速,火焰才可以形成穩(wěn)定的火旋風。 (2)在研究進風口高度的影響時,發(fā)現(xiàn)火旋風的強度和穩(wěn)定性均隨著進風口高度的增加而減小。當進風口高度過大時,火焰無法發(fā)生旋轉。 (3)在研究進風口形狀的影響時,發(fā)現(xiàn)隨著進風口寬度的增加、長度的減小,火旋風的強度和穩(wěn)定性先增大后減小。當進風口的長度為寬度的2倍時,火旋風的強度最大、穩(wěn)定性最好。 (4)在研究進風口布局的影響時,發(fā)現(xiàn)當各個進風口的連線可以組成一個正多邊形時,此時的火旋風較容易形成,且強度大、穩(wěn)定性好。對此現(xiàn)象進行了定量的分析,提出了受進風口布局影響下的放熱速率常數(shù)K,用以表征進風口布局對火焰放熱速率的影響,K越大火旋風的燃燒強度就越大。通過燃燒過程的能量守恒關系,求出了四組實驗的放熱速率常數(shù)K值,與實驗結果對比,能夠基本反映實驗規(guī)律。
【關鍵詞】：火旋風 進風口 燃燒特性 強度 穩(wěn)定性
【學位授予單位】：南京理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：X932
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 緒論10-20
• 1.1 研究背景及意義10-12
• 1.1.1 火旋風概述10-11
• 1.1.2 進風口概述11
• 1.1.3 研究意義11-12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及不足12-18
• 1.2.1 國外火旋風研究現(xiàn)狀12-14
• 1.2.2 國內(nèi)火旋風研究現(xiàn)狀14-18
• 1.2.3 現(xiàn)有研究的不足18
• 1.3 本文研究目標及思路18-19
• 1.3.1 研究目標18-19
• 1.3.2 研究思路19
• 1.4 本文章節(jié)安排19-20
• 2 實驗系統(tǒng)20-25
• 2.1 實驗裝置及燃料20-21
• 2.1.1 開口可控的正六面體火旋風發(fā)生裝置20
• 2.1.2 實驗燃料及油盤20-21
• 2.2 測量儀器及測試方法21-25
• 2.2.1 熱電偶21-22
• 2.2.2 數(shù)據(jù)采集儀22
• 2.2.3 精密電子天平22-23
• 2.2.4 熱線風速儀23-24
• 2.2.5 數(shù)碼攝像機24-25
• 3 火場進風口情況對火旋風特性影響的實驗研究25-56
• 3.1 火場進風口寬度對火旋風特性影響的實驗研究25-30
• 3.1.1 實驗設計及準備25-26
• 3.1.2 實驗結果與分析26-29
• 3.1.3 小節(jié)29-30
• 3.2 火場進風口高度對火旋風特性影響的實驗研究30-38
• 3.2.1 實驗設計及準備30-31
• 3.2.2 實驗結果與分析31-38
• 3.2.3 小節(jié)38
• 3.3 火場進風口形狀對火旋風特性影響的實驗研究38-45
• 3.3.1 實驗設計及方法38-39
• 3.3.2 實驗結果與分析39-45
• 3.3.3 小節(jié)45
• 3.4 火場進風口布局對火旋風特性影響的實驗研究45-55
• 3.4.1 實驗設計及方法46-47
• 3.4.2 實驗結果及分析47-55
• 3.4.3 小節(jié)55
• 3.5 本章小節(jié)55-56
• 4 火場進風口情況對火旋風特性影響的實驗結果分析56-72
• 4.1 火旋風與普通火焰的差異性分析56-60
• 4.1.1 火焰形態(tài)的差異56-57
• 4.1.2 火焰溫度和溫升速率的差異57
• 4.1.3 火焰燃燒速率的差異57-59
• 4.1.4 火場中空氣流速的差異59-60
• 4.2 火旋風的演變過程分析60-63
• 4.2.1 火旋風的溫度變化規(guī)律60-61
• 4.2.2 火旋風演化的四個階段61-62
• 4.2.3 四個階段的特征62-63
• 4.3 火場進風口寬度對火旋風特性影響的分析63-66
• 4.3.1 不同進風口寬度環(huán)境中火焰的溫度差異63-64
• 4.3.2 進風口寬度對火旋風特性影響的原因分析64-66
• 4.4 火場進風口布局對火旋風特性影響的分析66-70
• 4.4.1 火場進風口布局對火旋風特性影響的定性分析66-67
• 4.4.2 火場進風口布局對火旋風特性影響的定量分析67-70
• 4.5 本章小節(jié)70-72
• 5 結論與展望72-74
• 5.1 主要結論72-73
• 5.2 工作展望73-74
• 致謝74-75
• 參考文獻75-77

【參考文獻】

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本文編號：1039923