低气压环境下正庚烷及汽油池火的燃烧特性

为研究低气压环境对可燃物燃烧特性的影响,利用密闭实验箱模拟低气压环境条件,研究了正庚烷及汽油池火在不同环境压力条件下的燃烧特性.实验获取了燃料的质量燃烧速率、火焰形态特征、火焰温度和烟气中的CO体积分数等燃烧特性参数.研究结果表明,随着环境压力的降低,正庚烷和汽油的质量燃烧速率减小,且质量燃烧速率与环境压力呈幂函数关系;火焰高度及火焰面积均随环境压力的减小而增大,对于实验中的正庚烷池火,火焰高度与环境压力呈幂函数关系;环境压力的降低使得火焰的高温区上移,烟气羽流的温度也相应升高;烟气中CO的峰值体积分数也随着环境压力的降低而增大.     

封闭空间内细水雾去除微细粉尘的影响因素实验研究

为研究细水雾去除悬浮在空气中的微细粉尘的影响因素,自行设计了小型封闭腔体并进行了不同工况条件下的细水雾降尘实验。首先采用阴影法对5种工作压力下的细水雾特性进行了测量表征,在此基础上开展了不同雾化特性细水雾对不同质量浓度PM5粉尘的降尘实验,实验中考虑了喷雾时长为5和10s两种情况,所测试粉尘为面粉;此外,还测试研究了不同粉尘粒径分布对细水雾降尘效果的影响研究。研究结果表明:细水雾对PM5粉尘的降尘效率随粉尘初始质量浓度的增加而提高,但当初始质量浓度增加到一定值后,降尘效率的提高不再明显;细水雾雾滴越细越密,其对PM5粉尘的降尘效率越高;延长细水雾喷雾时长,在一定程度上能够提高细水雾对PM5的降尘效率,且低质量浓度PM5比高质量浓度PM5受喷雾时长影响更大;针对平均粒径相差无几的粉尘,细水雾对粒径分布范围小的粉尘的降尘效率比对粒径分布范围大的粉尘的降尘效率高,预测细水雾降尘效率使用粉尘粒径分布范围比使用平均粒径更准确。     

单液滴撞击受热枫桦木炭化表面的实验研究

通过模拟实验研究了水滴及含4% 氟表面活性剂(AFFF)液滴分别撞击室温和加热枫桦木炭化表面的碰撞动态过程。实验中加热枫桦木表面温度为124.7℃,纯水滴初始直径为(2.4±0.1)mm,含4% AFFF液滴初始直径为(1.8±0.1)mm,液滴滴落高度为15~40 cm。采用Photron Fastcam高速摄影仪记录液滴碰撞的动态过程,拍摄帧数为2000 fps。研究结果表明:水滴撞击枫桦木炭化表面后飞溅液滴数、最大铺展因子都随着水滴撞击速度的增大而增大。纯水滴撞击加热枫桦木炭化表面4 ms后迅速飞溅形成次生液滴,小液滴滚动蒸发聚合成一个大液柱,大液柱起伏多次后形成一个小液柱停留在枫桦木表面。而含4% AFFF液滴撞击受热枫桦木炭化表面时,液滴碰撞后与木材发生良好浸润现象。     

用红外热成像方法测量火焰温度的实验研究

在理论分析的基础上,主要通过实验测量和数据分析讨论了将红外热像仪直接用于火焰温度场测量时火焰发射率的设定其测量结果的影响问题,并给出了通过基于火焰辐射光测量对其发射率进行修正后的温度场实验结果。研究结果表明,将红外热像仪应用于火焰温度及辐射特性的测量,可以对火焰热结构的时空分布和变化进行实时观测和记录,因而具有直观、信息量大等优点。但当要获取比较准确的定量结果时,则必须对其发射率进行合理修正。     

细水雾抑制气体扩散火焰的机理研究

应用三维LDV／APV系统和热成像方法，测量了细水雾和气体扩散火焰作用过程中的细水雾雾场、火焰温度场并研究了细水雾和气体扩散火焰的作用过程．探索了细水雾抑制火焰的机理和规律，比较了细水雾抑制气体扩散火焰时3种主要灭火机理，用数据定量表征了细水雾灭火时，水雾的蒸发潜热吸热作用、热容吸热作用以及稀释氧气作用对抑制气体扩散火焰所做的贡献，细水雾直接喷射或被卷吸进入火焰内部时，由于表面积大，吸收热量快，迅速汽化，体积扩大。大量的汽化潜热会降低火焰区及气相燃料的温度，细水雾及其蒸汽吸收部分热辐射，降低对燃料的热回馈，减少其汽化蒸发，从而降低反应区的可燃气体积分量。这些因素都会大大降低化学反应速度，抑制火灾的发展，直至扑灭火灾。     

细水雾发生及抑制液体火焰的实验研究

本文设计加工了细水雾发生器，并且应用三维LDV／APV(Adaptive Phase/Doppler Velocimeter)系统对其产生的细水雾雾场特性参数做了有效的测量，并在此基础上进行了细水雾抑制液体火有效性的模拟实验．利用热像仪、热电偶和摄像机等仪器研究了这种细水雾抑制熄灭煤油火和酒精火的过程。实验结果表明细水雾技术具有应用在灭火系统上的可行性，并具有优越的特点。     

细水雾测量中APV的光路布局

结合细水雾的特点和粒子的光散射理论 ,通过模拟计算和实验研究 ,对APV (AdaptivePhase DopplerVelocimeter)光路系统设计了合适的参数 ,并进行了合理布局。对细水雾雾场中粒子的特性参数进行了实验测量研究 ,对细水雾雾场的速度分布、滴径分布以及雾通量的测量等都得到了合理的实验结果。     

受限空间内细水雾抑制熄灭火焰过程中一氧化碳的生成率

细水雾抑制熄灭火焰过程中一氧化碳的浓度是评价细水雾灭火系统安全可靠性的一个重要参数.本文通过受限空间内细水雾抑制熄灭障碍火的模拟实验研究,发现细水雾抑制熄灭火焰过程中一氧化碳生成率存在两种控制模式,即燃料控制模式和细水雾流量控制模式.实验结果表明,在燃料控制模式下,一氧化碳生成率随着燃料流量的增大而增大;在细水雾控制模式下,一氧化碳生成率随着细水雾流量的增大而增大.为了获得两种控制模式的临界转变条件,对燃料控制模式和细水雾控制模式的临界工况进行水蒸气含量分析.通过理论分析,得到一氧化碳生成率控制模式转变的水蒸气含量临界范围与 Suh and Atryeya 理论基本一致,即空气中水蒸气质量分数达到25%~65.5%时,水蒸气对火焰的作用从化学作用转为物理作用,一氧化碳生成率控制模式开始转变     

不同排烟条件下细水雾扑灭油池火的实验研究

通过全尺寸模拟实验研究了细水雾和机械排烟共同作用下小室火灾烟气特性.实验中通过改变变频器频率来调节风量和风速,通过封堵来改变排烟口位置及其开口大小,研究分析了细水雾和机械排烟共同作用下火场的温度和CO体积分数变化.实验结果表明,随着排烟强度的增加,细水雾灭火时间延长,烟气平均升温速率和平均降温速率均下降,CO体积分数降...     

细水雾与油雾火焰相互作用的实验及数值模拟研究

开展了细水雾抑制熄灭燃油油雾火的实验研究,并在试验研究的基础上,利用大型计算流体力学商业软件模拟研究细水雾与油雾火焰的相互作用。研究表明,细水雾熄灭油雾火的机理是降低可燃物与氧气混合浓度比和动力学效应、火焰冷却与衰减热辐射。在细水雾与油雾火焰相互作用动态过程中模拟计算与实验有一定程度的吻合;模拟计算表明细水雾有效灭火的前提是快速穿透火焰。