【摘要】：近年來船舶火災事故頻發(fā),船舶安全問題越來越受到人們的關注。由于船舶所處環(huán)境特殊以及自身結構的復雜性,使得船舶一旦發(fā)生火災事故,不僅會造成重大的經濟損失還會引發(fā)嚴重的人員傷亡。由于船舶空間受限,船舶通道大多呈狹長結構,出口較單一且距離較長。當船舶通道發(fā)生火災時,煙氣將會迅速蔓延;同時,燃燒產物亦難以排出,增大人員疏散及救援難度,容易造成重大的人員傷亡事故。因此對船舶通道火災預防與治理顯得尤為重要。本文以某型客輪狹長通道為研究對象,基于大渦模擬方法,對細水霧抑制船舶通道火災的效果進行了數(shù)值模擬研究,以期為船舶通道消防系統(tǒng)設計提供參考。現(xiàn)將本文主要研究內容歸納如下:1.針對船舶不同火災類型,數(shù)值模擬研究細水霧對兩種火源的抑制情況。2.細水霧滅火效果與其參數(shù)息息相關,對霧化錐角(30°~120°)、霧滴粒徑(100μm~700μm)、噴霧速度(5m/s~30m/s)以及流量(5L/min~30L/min)四種參數(shù)進行數(shù)值模擬,研究了細水霧參數(shù)對船舶狹長通道火災抑制效果的影響。3.以該客船狹長通道頂棚高度為研究對象,同時模擬了不同頂棚高度對細水霧抑制通道火災的影響。4.對該船某艙室火災演變特性以及細水霧的抑制作用進行數(shù)值模擬研究。通過對燃料的熱釋放率、熱輻射量、煙氣濃度、溫度等參數(shù)分析,結果表明:1.細水霧對固體火源的抑制效果較好,能夠在20s內將固體火源熄滅;而油料火災相對難以控制。釋放細水霧可以使其熱釋放率在140s內從700kW降到250kW,但火源并未熄滅,火焰仍具有一定高度。2.隨著霧化錐角的增大,燃料的熱釋放率及熱輻射量先降低后升高。當霧化角度為90°時,細水霧對火災的抑制效果最好。細水霧粒徑較大和較小對火災的抑制效果均較好,粒徑越小對通道內氧氣濃度稀釋作用越強。當粒徑為100μm時對火災的抑制效果最好,能夠在140s內將燃料的熱釋放率從700kW降到150kW。3.噴霧速度對火災的抑制效果影響較小。在不同噴霧速度下,燃料的熱釋放率均能降至100kW~200kW范圍內;增大噴霧速度會降低細水霧對通道近頂棚區(qū)域的冷卻效果。隨著細水霧流量的增大,通道內氧氣逐漸升高,燃料熱釋放率及熱輻射量衰減速度加快。在小流量下,細水霧亦有良好的火災抑制效果。4.通過幾種高度計算比較發(fā)現(xiàn),當通道頂棚高度為2.1m時,頂棚射流發(fā)生較早且伴隨著火羽流撞擊頂棚現(xiàn)象的發(fā)生,煙氣蔓延迅速,通道近頂棚區(qū)域溫度層較密集。在細水霧作用下,隨著通道頂棚高度的降低,燃料熱釋放速率及熱輻射量逐漸下降,低頂棚通道內氧氣濃度迅速降到13%,而4.2m高通道內氧氣濃度相對較高,穩(wěn)定在15%。同時,一氧化碳濃度隨著頂棚高度的降低而逐漸升高。5.在無細水霧工況下,通風會加快火災的發(fā)展速度。而在細水霧作用下,通風能夠增大細水霧的霧動量從而加速火災的熄滅,延緩通道能見度的降低。
【學位授予單位】：江蘇科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：U698.4

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本文編號：2618147