【摘要】：火災(zāi)中產(chǎn)生的煙顆粒嚴(yán)重影響火場(chǎng)人員疏散及滅火救援工作,而且造成嚴(yán)重的大氣污染。本研究利用自行搭建的小尺寸實(shí)驗(yàn)臺(tái),開展不同燃料火災(zāi)實(shí)驗(yàn),采集不同高度處煙顆粒樣品,利用場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡,觀察不同燃料不同高度處的煙顆粒形貌,分析煙顆粒形貌特征及其尺度分布。研究表明,隨著采樣高度的增加,煙顆粒團(tuán)聚體逐漸增多且結(jié)構(gòu)越來越蓬松;煤油和柴油燃燒產(chǎn)生的煙顆粒粒徑在50~70 nm的范圍內(nèi)。
【圖文】：

１１期逡逑郭晨寧等：不同高度處煙顆粒形貌特征和尺度分布逡逑２４７３逡逑熱電偶逡逑煙顆粒收集逡逑．隔熱石棉板逡逑圖１實(shí)驗(yàn)裝置示意圖逡逑Ｆｉｇ．邋１邋Ｔｈｅ邋ｓｃｈｅｍａｔｉｃ邋ｏｆ邋ｔｈｅ邋ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ邋ｆａｃｉｌｉｔｙ逡逑實(shí)驗(yàn)以柴油和煤油為燃料，無水乙醇為引燃物。逡逑每次實(shí)驗(yàn)�。玻板澹恚痰娜剂吓c５邋ｍＬ的無水乙醇于油逡逑池中。實(shí)驗(yàn)前關(guān)閉實(shí)驗(yàn)室的門窗，使其處于靜風(fēng)的逡逑環(huán)境中，實(shí)驗(yàn)時(shí)溫度為２５邋°Ｃ，空氣濕度為５９％。待逡逑燃料完全燃燒，馬上將采集到的煙顆粒收集到采樣逡逑盒中，以便做電鏡掃描分析。逡逑１．２電鏡掃描圖片分析逡逑電鏡掃描分析是利用型號(hào)為ＪＳＭ－５６１０ＬＶ的高逡逑分辨率場(chǎng)發(fā)射電鏡掃描儀。ＪＳＭ－５６１０ＬＶ電鏡掃描儀逡逑由日本電子株式會(huì)社生產(chǎn)，其高真空分辨率為３邋ｎｍ、逡逑放大倍數(shù)為１８邋Ｘ？３０００００邋Ｘ、加速電壓為３０００邋ｋＶ，逡逑輸出分辨率為１０２４ｘ７６８的２５６色的ｂｍｐ格式的逡逑ＳＥＭ圖像。逡逑火災(zāi)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，利用場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡逡逑觀察不同高度處煙顆粒形貌，得到放大倍數(shù)為１00逡逑Ｘ、１．５邋ｋＸ、５０邋ｋＸ的ＳＥＭ圖像，對(duì)不同高度和不同逡逑放大倍數(shù)的煙顆粒ＳＥＭ圖像進(jìn)行對(duì)比分析，利用圖逡逑口直接通過ｅｘｃｅｌ表格儲(chǔ)存至電腦。溫度采集系統(tǒng)逡逑使用直徑為１邋ｍｍ的Ｋ型鎧裝熱電偶，熱電偶連接逡逑７０１８數(shù)據(jù)采集模塊，模塊收集到的信號(hào)通過數(shù)據(jù)采逡逑集軟件采集。熱電偶沿油池中心軸向布置，與火源逡逑表面的距離為邋０．２邋ｍ、０．４邋ｍ、０．６邋ｍ、０．８邋ｍ、１．０邋ｉ＿ｎ邋和逡逑１．２邋ｍ。逡逑煙顆粒采集系統(tǒng)采用采樣網(wǎng)采集，采樣網(wǎng)由１逡逑ｃｍｘｌ邋ｃｍｘＯ．ｌ

式（１）計(jì)算可知，煤油燃燒產(chǎn)生的熱量為逡逑８．５ｘｌ０８邋Ｊ，，柴油燃燒產(chǎn)生的熱量為８．１ｘｌ０８邋Ｊ。由逡逑此可知，煤油燃燒釋放的熱量大于柴油的，驗(yàn)證了逡逑在火源中心的上方不同氋度，煤油的平均溫度大于逡逑柴油的平均溫度。逡逑像處理軟件測(cè)量ＳＥＭ圖片上初始粒子的粒徑，所選逡逑擇的測(cè)董對(duì)象為邊界較為清晰的２００個(gè)初始粒子。逡逑２實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論逡逑２．１溫度與質(zhì)量變化逡逑根據(jù)溫度隨時(shí)間變化的情況，煤油和柴油的溫逡逑度發(fā)展過程可分為初期增長階段、穩(wěn)定燃燒階段和逡逑衰減階段［２２１。圖２為柴油、煤油燃燒過程中穩(wěn)定燃逡逑燒階段的平均溫度隨高度的變化規(guī)律。圖３為柴油、逡逑煤油燃燒過程中質(zhì)量損失隨時(shí)間的變化規(guī)律。逡逑圖２平均溫度隨高度的變化規(guī)律逡逑Ｆｉｇ．邋２邋Ａｖｅｒａｇｅ邋ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ邋ｃｈａｎｇｅｓ邋ｗｉｔｈ邋ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ邋ｈｅｉｇｈｔ逡逑由圖２可知，隨著火焰高度的增加溫度呈下降逡逑趨勢(shì)，柴油和煤油的變化規(guī)律較為相似。相同高度逡逑處，煤油燃燒的溫度大于柴油燃燒的溫度，這是因逡逑０邐２０邐４０邐６０邐８０邋１００邋１２０邋１４０邋１６０邋１８０邋２００邋２２０逡逑時(shí)間／Ｓ逡逑圖３質(zhì)量損失隨時(shí)間變化規(guī)律逡逑Ｆｉｇ．邋３邋Ｍａｓｓ邋ｌｏｓｓ邋ｗｉｔｈ邋ｔｉｍｅ逡逑⑷柴油逡逑（ｂ）煤油逡逑圖４不同高度的１００邋Ｘ的煙顆粒ＳＥＭ圖像逡逑Ｆｉｇ．邋４邋１００Ｘ邋ＳＥＭ邋ｉｍａｇｅｓ邋ｓａｍｐｌｅｄ邋ｆｒｏｍ邋ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ邋ｈｅｉｇｈｔ逡逑６邋２邋８逡逑００／水f壱唬篺夊義

本文編號(hào)：2581687