【摘要】：根據(jù)以往統(tǒng)計,在油罐存儲區(qū)、森林等區(qū)域發(fā)生火災或者有雷擊地震等自然災害時,很有可能會形成群發(fā)性火災,并極易誘發(fā)火焰融合或火旋風等特殊火現(xiàn)象的出現(xiàn)。而多火源耦合形成的火旋風比單火源火旋風的破壞力更強,主要體現(xiàn)在其波及的范圍更廣,影響因素多,更加不容易控制,造成的人員傷亡及經(jīng)濟損失更大。過往關于單池火火旋風的研究已經(jīng)取得了豐碩的成果,而涉及多池火的文獻卻相對較少,進一步完善對多池火融合火旋風形成的研究,對于群發(fā)性火災的防治具有一定的現(xiàn)實意義及指導作用。本論文主要采用實驗方法,探索不同因素對小尺寸側開縫垂直豎通道內(nèi)多池火耦合火旋風的形成及其特性的影響,并應用火災動力學模擬軟件FDS4.0,對多池火燃燒實驗進行數(shù)值模擬。主要內(nèi)容包含以下三個方面:(1)改變油池中心間距,通過實驗結果發(fā)現(xiàn),多池火燃燒的平均火焰高度、中心軸線上溫度峰值以及平均質(zhì)量損失速率均隨著無量綱中心間距的增大先增加后降低,得到一個臨界無量綱中心間距S′~2;通過進一步補充模擬,得到更加精確的無量綱臨界中心間距S′=2.1。(2)改變通道側開縫的寬度,來控制自然對流強度,通過實驗結果發(fā)現(xiàn),多池火旋風形成的困難程度隨著側開縫寬度的增大先降低后升高;且隨著無量綱側開縫寬度的增加,多池火的平均火焰高度、中心軸線溫度峰值、平均質(zhì)量損失速率均先增加后降低,得到一個臨界無量綱側開縫寬度d′~0.156,通過進一步補充模擬,得到更精確的無量綱臨界側開縫寬度d′=0.141。(3)改變油池個數(shù)來進行多池火燃燒實驗,實驗發(fā)現(xiàn)對于多池火燃燒,隨著油池個數(shù)的增加,平均火焰高度、中心軸線溫度峰值以及平均質(zhì)量損失速率均隨之增加;并得了豎通道內(nèi)多池火燃燒融合火焰高度與熱釋放速率之間的經(jīng)驗關系模型。
【圖文】：

2.1 實驗裝置及燃料2.1.1 正四面體垂直豎通道本論文采用的整個實驗系統(tǒng)如圖2.1所示。為在火焰周圍形成較為穩(wěn)定的剪切流場，采用正四面體垂直豎通道自然誘導火旋風發(fā)生裝置，如圖2.2所示，研究實驗室環(huán)境下多池火融合火旋風的形成情況及燃燒特性。裝置內(nèi)部尺寸為32cm×32cm×200cm，豎通道橫截面尺寸如圖2.2（a）所示。通道前壁為耐高溫鋼化玻璃，方便攝像機透過玻璃對通道內(nèi)多池火燃燒火焰融合及火旋風形成的過程進行觀察和圖像記錄；其余三側壁面均為0.005m厚的膠合板，實物圖如圖2.2（b）所示。為了實現(xiàn)側開縫進風口寬度的可變，以及實驗的精確

2.1.1 正四面體垂直豎通道本論文采用的整個實驗系統(tǒng)如圖2.1所示。為在火焰周圍形成較為穩(wěn)定的剪切流場，采用正四面體垂直豎通道自然誘導火旋風發(fā)生裝置，如圖2.2所示，，研究實驗室環(huán)境下多池火融合火旋風的形成情況及燃燒特性。裝置內(nèi)部尺寸為32cm×32cm×200cm，豎通道橫截面尺寸如圖2.2（a）所示。通道前壁為耐高溫鋼化玻璃，方便攝像機透過玻璃對通道內(nèi)多池火燃燒火焰融合及火旋風形成的過程進行觀察和圖像記錄；其余三側壁面均為0.005m厚的膠合板，實物圖如圖2.2（b）所示。為了實現(xiàn)側開縫進風口寬度的可變，以及實驗的精確，特意將裝置左右兩側壁面設計為可沿固定滑道活動的形式，并將槽道上添加了標尺來控制側開縫寬度的大小，避免了每次實驗每次測量的人為誤差。通道上部開口
【學位授予單位】：哈爾濱工程大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TE88

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本文編號：2598268