【摘要】：車輛在遭遇事故或高溫天氣時容易起火自燃,車輛油箱可能發(fā)生爆燃,威脅人員的生命安全。為研究裝有油料的油箱在明火烤燃下的燃爆特性,采用攝像機、紅外熱成像儀和熱電偶對油箱在烤燃過程中噴射火焰的表面溫度和尺寸以及油箱內部溫度進行測試,以76L油箱為研究對象,對比不同密閉條件和填充情況下油箱的燃爆特性。實驗結果表明:油箱在出油口關閉、未填充抑爆材料時,易發(fā)生爆炸,烤燃產(chǎn)生的爆燃火球表面最高溫度在1 800K以上,火球體積約為油箱體積的1 600多倍;油箱內填充抑爆球可使噴射火焰的最高表面溫度和尺寸顯著降低;在相同條件下,油箱內柴油蒸氣的平均升溫速率比汽油蒸氣低36.0%,最高溫度低16.2%。
【圖文】：

油料：９２號汽油、－１０號軍用柴油，其理化性質如表１所示。抑爆材料：中空柵格狀球體［１１］（簡稱抑爆球），棕色，直徑為３０ｍｍ，單球質量為１．６５ｇ。表１實驗油料的理化性能Ｔａｂｌｅ１Ｐｈｙｓｉｃａｌａｎｄｃｈｅｍｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｏｉｌ油料閃點／℃沸點／℃爆炸極限／％相對密度９２號汽油－５０４０１．３～６．００．７０－１０號軍用柴油６５２８２０．８７１．３實驗方法圖１實驗場地布置示意Ｆｉｇ．１Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｌａｙｏｕｔ實驗場地布局見圖１。將盛裝２５Ｌ油料和抑爆球（填充密度約６０ｋｇ／ｍ３）的油箱放置在金屬支架上，油池置于支架下方，實驗前在油池中添加１５Ｌ煤油作為燃料。將普通攝像機和紅外熱成像儀置于距油箱中心２０ｍ處。其中，紅外熱成像儀用于采集油箱和燃燒火焰的表面溫度，采樣周期為１秒每幀；熱電偶用于測量油箱內部的溫度常２實驗結果分析與討論２．１烤燃油箱的燃爆特性不同時刻油箱的烤燃情況如圖２所示。實驗１、實驗３和實驗４的油箱表面出現(xiàn)噴射火焰或火苗，實驗２發(fā)生爆燃。實驗結果和現(xiàn)象說明列于表２。表２實驗現(xiàn)象與結果Ｔａｂｌｅ２Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｐｈｅｎｏｍｅｎａａｎｄｒｅｓｕｌｔｓ實驗填充物出油口油箱表面噴射火焰燃燒情況抑爆球其他１汽油開多股噴射火柱，最大尺寸約２ｍ２汽油關爆燃火球，直徑約１０ｍ發(fā)生爆燃，有巨大聲響，油箱解體，有大面積池火３汽油、抑爆球關一股噴射火柱，最大尺寸約２ｍ約１

外熱成像圖�？救歼^程中噴射火焰的表面溫度、尺寸等參數(shù)列于表３，其中：ｄ、ｈ分別為噴射火焰的最大直徑和高度，由ＬｅｎｓＣａｌｃｕｌａｔｏｒ程序計算得到；Ｔｍ為火焰表面最高溫度；Ｔａ為表面溫度最高時火焰表面的平均溫度；ｔｈ為溫度超過１２７３．１５Ｋ時的高溫持續(xù)時間。圖３溫度最高時刻噴射火焰的紅外熱成像圖Ｆｉｇ．３ＩｎｆｒａｒｅｄｉｍａｇｅｓｏｆｊｅｔｆｉｒｅｗｈｅｎＴｍｒｅａｃｈｅｄ表３噴射火焰尺寸和表面溫度Ｔａｂｌｅ３Ｓｉｚｅａｎｄｓｕｒｆａｃｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｏｆｊｅｔｆｉｒｅ實驗Ｔｍ／ＫＴａ／Ｋｄ／ｍｈ／ｍｔｈ／ｓ１１４２３１０２１２．２０．５５８８２１８８３１３５２８．９１０．６５３１２７８９４９０．５２．１０．０３３４１０９９８４００．５根據(jù)實驗２中火球表面最高溫度和尺寸，利用Ｂａｋｅｒ火球模型［１３］進行估算，得到距火球中心１和１０ｍ處產(chǎn)生的熱劑量分別為３１４５和４７ｋＪ／ｍ２。根據(jù)熱劑量毀傷準則，爆燃火球在１ｍ處產(chǎn)生的熱劑量可以引燃木材，在１０ｍ處產(chǎn)生的熱劑量能造成人員皮膚疼痛。實驗３中火柱的最高表面溫度為１２７８Ｋ，比實驗２中火球最高表面溫度下降３２．１％。這主要是因為油箱內充滿抑爆球，抑爆球排列緊密，其蜂窩狀結構存在較多的細小孔隙，油蒸氣向上逸出通過孔隙時，由于傳熱效應和器壁效應，熱交換頻繁，從而損耗部分能量，油蒸氣壓力和蒸發(fā)速度逐漸降低，產(chǎn)生火柱的尺寸和表面溫度相應減校２．３烤燃油箱內部的溫度分布為研究明火烤燃過程中油箱內部溫度隨時間變化的規(guī)律

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 ;我國抑爆材料研究應用獲重大突破[J];消防技術與產(chǎn)品信息;2001年10期

2 汪之清,賀發(fā)達,高子江,李懷德;抑爆材料及其應用前景[J];消防科技;1992年04期

3 南子江,宋愛英,曹法和,范秉元;鋁合金抑爆材料抑爆性能研究[J];兵器材料科學與工程;2001年04期

4 霍月平,季剛;抑爆材料的作用[J];山東消防;2001年03期

5 段子曄;張團偉;徐成林;;巷道高冒區(qū)抑爆防滅火材料及其應用[J];礦業(yè)安全與環(huán)保;2009年04期

6 ;抑爆材料[J];技術與市場;1997年07期

7 王棟;解立峰;韓志偉;雷正;王浩U，

本文編號：2561241