化石燃料推動(dòng)了社會(huì)文明的發(fā)展,作為最重要的化石燃料,石油與現(xiàn)代社會(huì)的生產(chǎn)生活都息息相關(guān)。然而,石油及其衍生的液體燃料具有易燃易爆等火災(zāi)隱患,石油儲(chǔ)罐儲(chǔ)量大、排列密集的特點(diǎn)更增加了發(fā)生火災(zāi)的風(fēng)險(xiǎn)性。為了給儲(chǔ)罐增容,儲(chǔ)罐通常具有較高的側(cè)壁,在未完全灌裝時(shí)具有較大的邊沿高度,會(huì)對火災(zāi)的燃燒特性產(chǎn)生影響。因此,研究油池的邊沿高度對燃燒行為的影響可為石油儲(chǔ)罐火災(zāi)的防治建立理論基礎(chǔ)。本文主要采用實(shí)驗(yàn)和FDS數(shù)值模擬相結(jié)合的方法,探討了邊沿高度對油池火燃燒特性的影響。研究對象主要包括不同邊沿高度正庚烷（C7H16）油池火的燃燒速率、火焰形態(tài)和輻射特性。為了避免外界環(huán)境風(fēng)的干擾,選擇大空間火災(zāi)實(shí)驗(yàn)廳作為實(shí)驗(yàn)場所。實(shí)驗(yàn)采用5 cm、10 cm、15 cm和20 cm直徑的油池,邊沿高度分別設(shè)置為0.25、0.5、1、1.5和2倍油池直徑,實(shí)驗(yàn)中使用液面平衡裝置將燃料層厚度維持在3 cm,使用電子天平記錄質(zhì)量損失。使用CCD攝像機(jī)記錄火焰發(fā)展過程,并進(jìn)一步處理生成火焰概率分布圖,選取概率值為0.5的圖像邊界確定火焰高度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,所有尺寸的燃燒速率均隨邊沿高度呈現(xiàn)先下降后上升再下降的變化趨勢,并分別分... 

【文章來源】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：62 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．３油池火燃燒速率尺度效應(yīng)模型（Ｂ丨ｉｎｏｖ＆Ｋｈｕｄｙａｋｏｖ，?１９６１丨４丨）??

１９６１年，Ｂｌｉｎｏｖ、Ｋｈｕｄｙａｋｏｖ１４］針對０．００３７－２２．９ｍ直徑內(nèi)的多種燃料油池火??進(jìn)行了一系列實(shí)驗(yàn)，并根據(jù)各尺度范圍油池火主控?zé)岱答仚C(jī)制的不同提出了油池??火燃燒速率的尺度效應(yīng)模型（式（１），圖１．３）：??二?４＾＾１?＋?灸２（７；?一?７；）?＋?＼（７＞４－７；４）（ｌ?—ｅｘｐ（—＜Ｄ））?（１）??等式右側(cè)的三項(xiàng)分別表示傳導(dǎo)熱反饋、對流熱反饋和輻射熱反饋。??１９８３年，基于Ｂｌｉｎｏｖ理論基礎(chǔ)，１＾１＾３１１５１＜；３５［５］改進(jìn)了輻射控制段油池火的燃??燒速率模型（式（２）），并證明了該模型對多種液體燃料的適用性：??ｒｉｉ＂?＝?ｍｌ（ｌ－ｅ￣ＫｆｉＤ）?（２）??Ｋｏｓｅｋｉ［６］，?Ｍｕｎｏｚ［７］ｆＰ??也驗(yàn)證了式（２）的適用性。??火焰高度是火焰幾何形狀最直接的表征。Ｚｕｋ〇Ｓｋｉ［９］提出了平均火焰高度的概??念，即火源上方火焰出現(xiàn)概率降低到５０％處和燃燒表面之間的豎直距離。??ＨｅｓｋｅｓｔａｄＭ］結(jié)合了不同燃料、尺度、熱釋放速率實(shí)驗(yàn)的大量火焰高度數(shù)據(jù)

Ｋｏｓｅｋｉ【１３］使用０．３?ｍ、０．６?ｍ、１?ｍ、２?ｍ、６?ｍ等五種不同直徑的油池，用５８－８０根??３２?ｍｍ的Ｋ型熱電偶采集了油池上方的溫度數(shù)據(jù)，研究了油池上方火焰的溫度??分布情況（圖１．５），發(fā)現(xiàn)火焰底部的等溫線最為密集，較陡的等溫線趨勢表明從??油池上方的火焰底部向焰心沿著虛線方向發(fā)生著強(qiáng)烈的空氣卷吸。此外，通過對??比不同尺寸油池的軸線溫度，同時(shí)發(fā)現(xiàn)了油池上方的最大火焰溫度為１２００－??１３００?°Ｃ，且最大火焰溫度隨著油池尺寸的增加而不斷升高。??Ａ??０?ｔｏｏ?２００?３００??ＲＡＤＩＡＬ?ＤＩＳＴＡＮＣＥ?（ｃｍ）??圖１．５?６１１１直徑的油池上方溫度分布圖〇＜；（＾１４１，１９８８丨１３１）??１．２．２油池火邊沿髙度的研宄現(xiàn)狀??本文中邊沿高度（ｌｉｐｈｅｉｇｈｔ，?；／）是指油池側(cè)壁頂部與燃料液面之間的豎直距??離。上文中提到的Ｂｌｉｎｏｖ和Ｋｈｕｄｙａｋｏｖ［４】的研宄己明確指出邊沿高度對油池火燃??燒行為（包括燃燒速率和燃燒模式）影響顯著。??在早期研宄階段，液面平衡裝置并未被運(yùn)用到實(shí)驗(yàn)中。邊沿高度隨著燃料的??消耗動(dòng)態(tài)增加，無法對邊沿高度的影響進(jìn)行量化。在此期間，ＭａｇｍｉＳ［１４］研宄了邊??沿高度不斷上升情況下的油池火燃燒行為

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]矩形油池火羽流中心線的溫度分布[J]. 陳志斌,胡隆華,霍然,彭偉,祝實(shí).  燃燒科學(xué)與技術(shù). 2009(03)
[2]Smokeview——理解火災(zāi)動(dòng)力學(xué)的可視化方法[J]. 田宏,白銳.  消防技術(shù)與產(chǎn)品信息. 2008(11)
[3]大型油罐火災(zāi)的熱輻射危害特性[J]. 莊磊,陳國慶,孫志友,馮磊,陸守香.  安全與環(huán)境學(xué)報(bào). 2008(04)
[4]大空間火災(zāi)實(shí)驗(yàn)廳的建造與初步試驗(yàn)[J]. 霍然,范維澄,袁理明,董華,周允基,方乃剛,何沛霖.  火災(zāi)科學(xué). 1998(01)
[5]圖象火災(zāi)監(jiān)控中一個(gè)新穎的火災(zāi)判據(jù)[J]. 吳龍標(biāo),宋衛(wèi)國,盧結(jié)成.  火災(zāi)科學(xué). 1997(02)
[6]淺談?dòng)凸藁馂?zāi)的撲救[J]. 錢偉.  消防科技. 1986(02)
[7]油罐火災(zāi)的輻射熱及其預(yù)測[J]. 遲立發(fā).  消防科技. 1983(02)

碩士論文
[1]火災(zāi)羽流直接數(shù)值模擬[D]. 鄒麗.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2010



本文編號：3234487