為對變壓器油池火災進行準確有效的滅火,研究不同尺寸和不同厚度下變壓器油的火災動力學特征和基本燃燒特性,具體分析變壓器油的燃燒過程和變壓器油燃燒速率、火焰溫度以及輻射熱流隨油池直徑以及厚度的變化規(guī)律。結果表明:整個油品的燃燒過程分為預熱燃燒階段、穩(wěn)定燃燒階段和火焰熄滅階段。對于厚度大于10 mm的油池燃燒,穩(wěn)定階段的燃燒速率與油層厚度無關,穩(wěn)定階段的燃燒速率隨著油池直徑的增加而增加。同時,變壓器油火災連續(xù)火焰區(qū)溫度接近750℃。對于穩(wěn)定燃燒階段下的變壓器油燃燒,基于輻射通量可得出在燃燒過程中,輻射熱量占總燃燒熱的占比約為1/3。研究結果可豐富變壓器油燃燒的基礎數(shù)據(jù),為變壓器火災的滅火提供參考。 

【文章來源】：中國安全生產(chǎn)科學技術. 2020年08期 北大核心

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

變壓器油池火的實驗裝置原理

燃燒速率是油池火災中關鍵參數(shù),直接決定了火焰高度和最大熱釋放速率[10]。對于油池火燃燒,燃燒速率主要與火焰反饋至油品表面的熱流相關[11]�；鹧鏌崃糠答佭^程與油盤的直徑直接相關,不同油盤直徑條件下,厚度為30 mm的油池火的燃燒速率變化如圖2所示。由圖2可知,根據(jù)變壓器油的燃燒速率變化,整個燃燒過程可分為預熱燃燒階段、穩(wěn)定燃燒階段和火焰熄滅階段。對于預熱燃燒階段,燃燒速率快速增加。該階段火焰反饋給油品的熱量,主要用于加熱變壓器油。對比3個尺度下的預熱燃燒階段,由于直徑0.2 m的油盤燃燒規(guī)模小,火焰反饋給油品表面的熱量少,因此預熱時間明顯大于其他2個燃燒尺度下的預熱時間。對于穩(wěn)定燃燒階段,燃燒速率相對穩(wěn)定,基本保持不變,且持續(xù)時間較長。對于穩(wěn)定燃燒階段,火焰反饋相對穩(wěn)定,傳熱傳質整體保持穩(wěn)定。對于火焰熄滅階段,燃燒速率迅速下降,主要是由于油品消耗殆盡。與康全勝等人開展的小尺度庚烷燃燒實驗相比[12],在整個燃燒過程中,由于變壓器油的沸點相對較高,并未出現(xiàn)沸騰燃燒的現(xiàn)象。

火焰溫度決定了火焰表面的輻射能力,與火焰對外輻射相關。實驗中,利用熱電偶測量油盤上方的火焰溫度,0.3,0.4,0.5 m直徑,厚度50 mm工況下的火焰溫度分布如圖3所示。由圖3可知,在油盤正上方0.15 m處最高可達750 ℃,但是隨著高度的增加,出現(xiàn)明顯的溫度梯度。以直徑為0.5 m的變壓器油池火為例,油池上方0.45 m位置處火焰溫度約為400 ℃,油盤正上方1.05 m處溫度降至100 ℃。并且油池直徑從0.3 m增加到0.5 m時,油面上方最高溫度上升了150 ℃,由于油池直徑的增加,火焰燃燒速率也相應增大,使熱對流和熱輻射效率升高。

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：2920747