【摘要】：火自應(yīng)用以來,帶來了諸多便利,但同時也帶來了巨大的人身傷亡和財產(chǎn)損失,成為現(xiàn)代社會的主要安全問題。從古至今造成大量傷亡及損失的火災(zāi)不勝枚舉,例如倫敦火災(zāi)等,在這一過程中我們對火災(zāi)的理解不斷加深。前人對油池火災(zāi)的研究是充實且較為完備的,其中燃燒速率和包括火焰高度、火焰傾角、火焰長度等火焰形態(tài)研究是比較常見的。經(jīng)過調(diào)研,前人的研究主要集中在無風(fēng)及無凸出高度的情況下。而在實際的火災(zāi)中,油罐多暴露于自然狀態(tài)中,普遍受到環(huán)境風(fēng)作用,同時我們應(yīng)當(dāng)注意到在環(huán)境風(fēng)作用下的池火,其形態(tài)、燃燒速率等都會發(fā)生顯著變化,出現(xiàn)諸如脫離行為(火焰迎風(fēng)側(cè)離開油罐前緣)、下洗行為(火焰沿背風(fēng)側(cè)罐體向下蔓延)和貼地行為(火焰后端離開罐體并向下風(fēng)向蔓延)等特殊現(xiàn)象。而這其中貼地行為明顯受到罐體高度的影響,隨著罐體高度的變化呈現(xiàn)出顯著改變。基于以上因素,筆者希望通過研究補(bǔ)充領(lǐng)域的空白與不足。本文主要通過實驗研究的方法,開展了氣體池火擴(kuò)散火焰底部特殊行為相關(guān)研究,主要包括脫離行為、下洗行為、貼地長度三個方面,輔之以底部溫度分布、貼地臨界等作為補(bǔ)充。實驗選用丙烷為燃料,油盤尺寸則選取10cm、15cm、20cm三種,風(fēng)速范圍是0.38 m/s-2.48 m/s,流量取用0.25m3/h、0.5 m3/h、0.75 m3/h、 1.00m3/h、1.25m3/h和1.5 m3/h,對應(yīng)的HRR為6.88 kW、13.75 kW、20.63 kW、 27.50 kW、34.38 kW、41.25 kW。其中在脫離長度部分實驗中加入了油罐火底部溫度分布研究,配合驗證脫離長度,探討脫離機(jī)理；下洗長度與貼地臨界的風(fēng)速工況設(shè)置較為密集,以便于規(guī)律的確認(rèn)；貼地長度則通過與前人公式的對比驗證了燃燒器凸出高度對貼地行為的顯著影響。在數(shù)據(jù)采集方面脫離長度、下洗長度因精度要求高,均采用視頻拆幀,逐幀讀取的方式。而貼地長度部分,利用實驗臺布置的刻度讀取。研究發(fā)現(xiàn)脫離長度隨風(fēng)速增加而增加,隨流量的上升增加,而隨燃燒器邊長的增加下降,根據(jù)底部溫度分布可知,焰鋒前后溫度存在突變,藉以此可驗證并確定焰峰前端位置范圍；下洗長度同樣與風(fēng)速、燃料流量成正比,與燃燒器邊長成反比；貼地長度則引入了燃燒器高度作為變量,在與風(fēng)速、燃料流量成正比,與燃燒器邊長成反比的基礎(chǔ)上,與油罐高度成反比關(guān)系。
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：X932

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本文編號：2742156