环境风下不同围护结构内池火燃烧特性研究

发布时间：2021-05-31 19:05

　　本文利用小尺度稳流风场实验平台,研究了三种不同围护结构（无壁面、一侧壁面和三侧壁面）内的小尺度池火在不同环境风速下的燃烧特性,包括燃烧速率、火焰高度和火焰倾角。实验结果表明,无壁面围护情况下燃烧全过程的平均燃烧速率相比一侧壁面和三侧壁面情况下的平均燃烧速率更大,火焰倾角也是无壁面围护情况较一侧壁面和三侧壁面的情况大,而无壁面围护情况下的火焰平均高度值小于一侧壁面和三侧壁面的情况。此外,还给出了三种不同围护结构下的火焰高度和火焰倾角经验公式。 

【文章来源】：工程热物理学报. 2020,41(12)北大核心EICSCD

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

图１实验装置图??Ｆｉｇ．?１?Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ?ｓｅｔｕｐ??新的火焰倾角经验公式

??用下不同围护结构内油池火焰高度和火焰倾角的经??验公式。本研究可为堆砌货物或集装箱的船舶甲板??的防火结构量计提供基础数据重持．??１实验装置与工况??实验所需的水平环境风由稳流风场实验平台提??供，如图１所放８，稳流风场实验平台主体为长约２．５??ｍ的圆柱形營道，．其中包含变频式轴流风机和蜂窝??芯整流段。变频式轴流风机经过蜂窝芯的整流能够??在水平方向上提供〇？Ｓ?ｍ／ｅ较为均匀且■定的风速。??风机出Ｕ从上至下均布＿个热线测速仪的速度测点??甩于监测风机出Ｕ风速。图２给出了平均风速为１．７１??ｍ．／ｓ时ｋｇ个速度测点的＿实验监测值且速度测点的风??速波动范围为４．２％，因此认为该稳流风场实验平台??能够提供较为均匀稳定的水平环境风速［２Ｑ１。??实验考虑三种围护结构工况，分瑚是：图１（ａ）无??壁面；图１（ｂ）?—侧壁面；图１⑷三侧壁面，实验中所??有壁面均采用４０?ｃｍ在膏板，三侧壁面结构??正面使用了?４０?ｃｍｘ４０?ｃ．ｍ的钢化玻璃用Ｔ拍摄火焰??图像。??实验中使用正庚烷作为燃料，选用．莨径为８?ｃｍ、??内高２．．５．６１１１壁厚．３１１１；１１１的不锈＿圆盘作为油盘。三种??围护结枸Ｘ况下油盘均放置在底板上中间位寶，距??离侧壁２Ｑ?ｅｍ处。油盘下放置一釐程为６?ｋｇ．、精度??〇．〇１?ｇ的电子天〒，用Ｔ记录实验中的燃料质敢变??化。油盘与天平之间放實一块石＃板用于隔热和保??护电子无Ｔ。各壁面间均使用防火胶将其密封。火源??侧面放置一摄像机，用ｆ记录实验中的火焰形态。??３．０??２．５??２．０??？?１?？?１?？?１??？?攀?？???ｐｒｏ

燃烧阶段，由：：ｒ？燃料燃烧殆??尽，火焰逐渐熄灭。图３〇３）为一侧壁面围护结构的??工况，燃烧前期火焰呈现泛白的亮黄色，沸燃之后??变为焦黄色。巾ｆ—侧壁面的遮挡作用，火焰倾斜??贴近壁面并沿着壁面上升，火焰长度和高度也是随??着燃烧时间逐渐变大。图３（Ｃ）为三侧壁面围护结构??的工况，火焰颜色变化％前面两组工况类似。相同??水平环境风速下，火焰在三侧壁面时的持续燃烧时??间明Ｍ大于无壁面和一侧壁面围护结构的工况．??不同风速情况下三种围护结构的油池火稳定阶??段火焰形态如图４所示。从图４（ａ）可以看出，无壁??面围护时火焰被水Ｔ？环境风吹至倾斜，且火焰倾斜??的角度随着风速遂渐増大。而在风速大ｆ?１．０６?ｍ／ｓ??之．：録，火焰倾角的变化较小并趋近稳定，此时的火焰??逐渐偏移不再完全覆盖油池整个表面，甚至脱离油??池表面沿着下风侧燃烧。另一方面，当风速大ｆ?０－Ｓ５??ｍ／ｓ，火焰底部拖拽行为也很明显。图４（ｂ）为一侧??壁面围护结构的火焰形态图，随着水平环境凤速的??増大，火翁倾角逐渐增．大。．缉凤速．大时，??油池火焰由于下风向壁面的遮挡逐渐贴壁，此时火??焰的倾角变化不明显，且火焰同样出现偏移油盘表??面的现象．由图４（ｃ）可以看出，三侧壁面围护结构??下火焰倾角同样是随着水Ｔ■？环境风速增大到一定程??度后渐趋稳定。特殊的是，三侧壁面围护结构下火??焰会沿着壁面上升，而非贴着壁面，火焰与壁面之??间有较为明显的间隙。分析认为三侧壁面的围护结??构造成气流扰动，从而导致了该现象．??（ａ）无壁面??（ｃ）三侧壁面??（ｃ）?Ｔｈｒｅｅ?ｓｉｄｅｗａｌｌ??图３水平环境风速为０．６０?ｍ


本文编号：3208801