【摘要】： 火旋風(fēng)是一種特殊的火災(zāi)現(xiàn)象,在森林火災(zāi)中經(jīng)常發(fā)生�；鹦L(fēng)大多是由火羽流與周?chē)h(huán)境相互作用產(chǎn)生的。浮力驅(qū)動(dòng)的火羽流隨著熱氣流的上升從附近的流體中排出,剪切風(fēng)速形成的渦流在火源的作用下聚集,沿著火羽流的軸線生成渦核,最終形成火旋風(fēng)�；鹦L(fēng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)能增加火羽流的高度和燃料的燃燒速率,因此,火災(zāi)中一旦出現(xiàn)火旋風(fēng)將會(huì)造成巨大的人員傷亡和重大的經(jīng)濟(jì)損失。 本文對(duì)火旋風(fēng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究和數(shù)值模擬。實(shí)驗(yàn)采用一個(gè)在邊角處開(kāi)有單個(gè)縫隙的四棱柱體來(lái)模擬火旋風(fēng)的發(fā)生。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,火旋風(fēng)能夠增加燃燒速率,提高燃燒溫度;不同面積和形狀的油池以及單個(gè)縫隙的開(kāi)口寬度都對(duì)旋風(fēng)火焰的結(jié)構(gòu)有很大的影響。 在數(shù)值模擬中,首先分析了單個(gè)縫隙與對(duì)稱縫隙分別形成火旋風(fēng)現(xiàn)象的情況,然后模擬了不同的縫隙開(kāi)口寬度和熱釋放速率對(duì)火旋風(fēng)熱流場(chǎng)的影響。模擬結(jié)果表明,對(duì)稱縫隙更加容易形成火旋風(fēng);對(duì)稱縫隙的開(kāi)口寬度和燃燒速率對(duì)火旋風(fēng)現(xiàn)象的影響也遵循一定的規(guī)律。 另外,為了從理論上解釋浮力旋風(fēng)火焰的速度場(chǎng),將所有情況下的模擬結(jié)果與渦模型的理論分析解進(jìn)行了對(duì)比分析。對(duì)比結(jié)果表明,當(dāng)形成的火旋風(fēng)越穩(wěn)定時(shí),模擬結(jié)果與理論分析解符合得越好。 本文的研究結(jié)果不僅可以為火旋風(fēng)的實(shí)驗(yàn)研究提供依據(jù)和指導(dǎo),還可以為渦理論的發(fā)展提供一些參考。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號(hào)】：TP334.7
【圖文】：

風(fēng)發(fā)生裝置底部中央進(jìn)行燃燒，另一個(gè)則在豎井外的敞口空間里燃燒，記錄豎井內(nèi)中心軸線上不同高度的溫度分布和左側(cè)壁面上不同高度的熱流密度。圖4.5為實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)照片，可以看到豎井內(nèi)產(chǎn)生了明顯的火旋風(fēng)，火旋風(fēng)擁有很大的高度直徑比，而敞口空間里沒(méi)有出現(xiàn)火旋風(fēng)。通過(guò)以上實(shí)驗(yàn)可證明，本文所設(shè)計(jì)的誘發(fā)火旋風(fēng)的實(shí)驗(yàn)裝置是可行的。為進(jìn)一步研究火旋風(fēng)的誘發(fā)規(guī)律，實(shí)驗(yàn)中變化了油池的形狀、大小以及左側(cè)壁面的縫隙開(kāi)口寬度。圖4.5油池d二20cm時(shí)豎井內(nèi)外的燃燒

(a)物理實(shí)驗(yàn)的幾何裝置偽)修改后的幾何裝置圖5.7中心面上平均溫度場(chǎng)單位體積熱釋放速率(kv刀m3)翻摹日﨏日口日口日宜4亙430002800260024002200200018001600140012001000800O一

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本文編號(hào)：2761986