高海拔地区油池火燃烧和烟气特性研究
发布时间：2021-06-01 07:20
我国地形复杂多样,高原地区约占到我国国土面积的1/3。在这些广阔的高原地区分布着众多的古建筑等历史文化遗产,尤其是位于青藏高原上的西藏自治区,更是拥有大量的寺庙等古建筑。这些古建筑大多年代久远并且多为木质结构,耐火等级低,且其内部存在这大量的可燃物以及点火源。同时由于高海拔地区特殊的低压低氧环境,对于现有的安全防治手段的适用性也有待考察。因而,高海拔地区的火灾安全防治就显得非常迫切。为了给高海拔地区的建筑消防安全设计及火灾防治提供科学依据和理论支持,有必要对高海拔地区低压低氧环境下可燃物的燃烧特性和烟气特性进行研究。高海拔地区的低压低氧环境将直接对可燃物的燃烧过程,烟气产生以及烟气蔓延产生影响。对于液体燃料的燃烧,高海拔的影响主要体现在燃烧速率的降低。燃烧速率的降低主要是由于气相燃烧强度、对未燃油面的热反馈及单位体积的氧气质量浓度不同造成的。由于燃烧速率的降低,进而会影响到空气的卷吸、火焰形状、火焰及烟气的温度、火焰辐射、烟气浓度等参数,从而造成高海拔地区的液体燃料燃烧的规律与内地有所不同。因而,本文开展正庚烷油池火的燃烧实验来揭示高海拔地区低压低氧环境下油池火的燃烧特性和烟气特性规律...
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：116 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
目录
符号对照表
第1章 绪论
1.1 研究背景
1.1.1 高海拔地区火灾安全防治的重要性
1.1.2 高海拔地区火灾的特点
1.2 研究现状
1.2.1 低压低氧环境火灾安全研究现状
1.2.2 低压低氧环境油池火的燃烧特性和烟气特性研究现状
1.3 研究目标和研究内容
1.4 本文的组织结构
参考文献
第2章 实验设计与测量设备
2.1 引言
2.2 标准实验间实验装置设计
2.2.1 火灾探测标准燃烧实验间
2.2.2 测量仪器的布置
2.3 锥形量热仪实验平台设计
2.3.1 锥形量热仪燃烧实验装置
2.3.2 控制液面装置
2.3.3 测量仪器的布置
2.4 车载可移动燃烧实验装置设计
2.4.1 可移动燃烧装置
2.4.2 测量仪器的布置
2.5 低压实验舱实验平台设计
2.5.1 低压舱燃烧实验装置
2.5.2 测量仪器的布置
2.6 测量设备介绍
2.6.1 质量测量
2.6.2 温度测量
2.6.3 烟气光学密度测量
2.6.4 烟气成分及浓度
2.6.5 辐射热通量测量
2.6.6 风速测量
2.7 本章小结
参考文献
第3章 标准实验间燃烧实验
3.1 引言
3.2 实验内容
3.3 实验结果分析
3.3.1 燃烧速率
3.3.2 火焰及烟气温度
3.3.3 火焰高度
3.3.4 烟气的发射率和光学密度
3.3.5 烟气组分浓度
3.3.6 热辐射通量
3.4 结果讨论
3.4.1 燃烧速率与大气压力的关系
3.4.2 炭颗粒生成与大气压力的关系
3.5 本章小结
参考文献
第4章 锥形量热仪实验平台燃烧实验
4.1 引言
4.2 实验内容
4.3 拉萨和合肥油池火对比实验
4.3.1 燃烧速率
4.3.2 热辐射通量
4.3.3 烟气组分浓度
4.3.4 热释放速率
4.4 合肥不同风速对比实验
4.4.1 燃烧速率
4.4.2 热辐射通量
4.4.3 烟气组分浓度
4.4.4 热释放速率
4.5 燃烧速率讨论
4.5.1 压力相似模型[11]
4.5.2 辐射模型[4]
4.5.3 Wieser实验研究[8]
4.5.4 燃烧速率与油池直径关系
4.5.5 燃烧速率与油池直径及大气压力的关系
4.6 热释放速率及燃烧效率
4.7 本章小结
参考文献
第5章 车载可移动实验平台及低压舱燃烧实验
5.1 引言
5.2 实验内容
5.3 拉萨和当雄对比实验
5.3.1 燃烧速率
5.3.2 温度和火焰高度
5.3.3 发射率和烟颗粒分数
5.3.4 热辐射通量
5.3.5 实验小结
5.4 低压实验舱燃烧实验
5.4.1 I组(D=0.08m)燃烧速率
5.4.2 J组(D=0.10m)燃烧速率
5.4.3 燃烧速率讨论
5.5 本章小结
参考文献
第6章 结论与展望
6.1 本文主要工作及结论
6.2 本文创新点
6.3 下一步工作展望
致谢
博士期间发表的学术论文及获得的奖励情况
【参考文献】：
期刊论文
[1]高原环境下木材表面火蔓延特性的实验研究[J]. 张英,孙金华,纪杰,黄新杰. 燃烧科学与技术. 2011(03)
[2]低压低氧环境下油盆火的燃烧特性和烟气特性[J]. 胡小康,何亚平,李振华,陈娟,汪箭. 燃烧科学与技术. 2011(02)
[3]Effects of sample width on flame spread over horizontal charring solid surfaces on a plateau[J]. ZHANG Ying, JI Jie, HUANG XinJie & SUN JinHua* State Key Laboratory of Fire Science, University of Science and Technology of China, Hefei 230027, China. Chinese Science Bulletin. 2011(09)
[4]低压(低氧)条件下古建筑装饰性织物燃烧特性的实验研究[J]. 安翠,魏东,胡小康,胡菲菲. 热科学与技术. 2010(04)
[5]低气压环境下正庚烷及汽油池火的燃烧特性[J]. 蔡昕,王喜世,李权威,廖光煊. 燃烧科学与技术. 2010(04)
[6]低压低氧环境下油盘火的对比实验与燃烧特性[J]. 李振华,杨满江,张辉,汪箭. 中国科学技术大学学报. 2009(02)
[7]西藏高原环境下点式感烟火灾探测器的灵敏度[J]. 于春雨,张永明,方俊,沈诗林,李英. 中国科学技术大学学报. 2007(03)
[8]布达拉宫古建筑火灾危险性调查研究[J]. 庄磊,王福亮,孙晓乾,陆守香. 消防科学与技术. 2006(03)
[9]中国火灾科学基础研究进展与展望[J]. 范维澄,刘乃安. 中国科学技术大学学报. 2006(01)
[10]西藏古建筑常用木材的着火特性试验[J]. 孙晓乾,李元洲,霍然,曾文茹,李思成,叶永飞. 中国科学技术大学学报. 2006(01)
博士论文
[1]高原环境下压力影响气体燃烧特征和烟气特性的实验与模拟研究[D]. 杨满江.中国科学技术大学 2011
[2]热解气体流动特性对炭化可燃物热解着火特性影响规律研究[D]. 王亚飞.中国科学技术大学 2011
[3]西藏高原低压低氧条件下可燃物燃烧特性和烟气特性研究[D]. 李振华.中国科学技术大学 2009
[4]高海拔低气压条件对细水雾灭火性能影响的实验研究[D]. 蔡昕.中国科学技术大学 2009
硕士论文
[1]辐射方向和海拔高度对固体可燃物热解及着火特性影响的实验研究[D]. 郄军芳.中国科学技术大学 2011
[2]高原环境下油池火的火焰及羽流特性研究[D]. 徐伯乐.中国科学技术大学 2010
[3]基于多特征融合的视频火焰探测方法研究[D]. 陈娟.中国科学技术大学 2009
本文编号：3209931
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：116 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
目录
符号对照表
第1章 绪论
1.1 研究背景
1.1.1 高海拔地区火灾安全防治的重要性
1.1.2 高海拔地区火灾的特点
1.2 研究现状
1.2.1 低压低氧环境火灾安全研究现状
1.2.2 低压低氧环境油池火的燃烧特性和烟气特性研究现状
1.3 研究目标和研究内容
1.4 本文的组织结构
参考文献
第2章 实验设计与测量设备
2.1 引言
2.2 标准实验间实验装置设计
2.2.1 火灾探测标准燃烧实验间
2.2.2 测量仪器的布置
2.3 锥形量热仪实验平台设计
2.3.1 锥形量热仪燃烧实验装置
2.3.2 控制液面装置
2.3.3 测量仪器的布置
2.4 车载可移动燃烧实验装置设计
2.4.1 可移动燃烧装置
2.4.2 测量仪器的布置
2.5 低压实验舱实验平台设计
2.5.1 低压舱燃烧实验装置
2.5.2 测量仪器的布置
2.6 测量设备介绍
2.6.1 质量测量
2.6.2 温度测量
2.6.3 烟气光学密度测量
2.6.4 烟气成分及浓度
2.6.5 辐射热通量测量
2.6.6 风速测量
2.7 本章小结
参考文献
第3章 标准实验间燃烧实验
3.1 引言
3.2 实验内容
3.3 实验结果分析
3.3.1 燃烧速率
3.3.2 火焰及烟气温度
3.3.3 火焰高度
3.3.4 烟气的发射率和光学密度
3.3.5 烟气组分浓度
3.3.6 热辐射通量
3.4 结果讨论
3.4.1 燃烧速率与大气压力的关系
3.4.2 炭颗粒生成与大气压力的关系
3.5 本章小结
参考文献
第4章 锥形量热仪实验平台燃烧实验
4.1 引言
4.2 实验内容
4.3 拉萨和合肥油池火对比实验
4.3.1 燃烧速率
4.3.2 热辐射通量
4.3.3 烟气组分浓度
4.3.4 热释放速率
4.4 合肥不同风速对比实验
4.4.1 燃烧速率
4.4.2 热辐射通量
4.4.3 烟气组分浓度
4.4.4 热释放速率
4.5 燃烧速率讨论
4.5.1 压力相似模型[11]
4.5.2 辐射模型[4]
4.5.3 Wieser实验研究[8]
4.5.4 燃烧速率与油池直径关系
4.5.5 燃烧速率与油池直径及大气压力的关系
4.6 热释放速率及燃烧效率
4.7 本章小结
参考文献
第5章 车载可移动实验平台及低压舱燃烧实验
5.1 引言
5.2 实验内容
5.3 拉萨和当雄对比实验
5.3.1 燃烧速率
5.3.2 温度和火焰高度
5.3.3 发射率和烟颗粒分数
5.3.4 热辐射通量
5.3.5 实验小结
5.4 低压实验舱燃烧实验
5.4.1 I组(D=0.08m)燃烧速率
5.4.2 J组(D=0.10m)燃烧速率
5.4.3 燃烧速率讨论
5.5 本章小结
参考文献
第6章 结论与展望
6.1 本文主要工作及结论
6.2 本文创新点
6.3 下一步工作展望
致谢
博士期间发表的学术论文及获得的奖励情况
【参考文献】：
期刊论文
[1]高原环境下木材表面火蔓延特性的实验研究[J]. 张英,孙金华,纪杰,黄新杰. 燃烧科学与技术. 2011(03)
[2]低压低氧环境下油盆火的燃烧特性和烟气特性[J]. 胡小康,何亚平,李振华,陈娟,汪箭. 燃烧科学与技术. 2011(02)
[3]Effects of sample width on flame spread over horizontal charring solid surfaces on a plateau[J]. ZHANG Ying, JI Jie, HUANG XinJie & SUN JinHua* State Key Laboratory of Fire Science, University of Science and Technology of China, Hefei 230027, China. Chinese Science Bulletin. 2011(09)
[4]低压(低氧)条件下古建筑装饰性织物燃烧特性的实验研究[J]. 安翠,魏东,胡小康,胡菲菲. 热科学与技术. 2010(04)
[5]低气压环境下正庚烷及汽油池火的燃烧特性[J]. 蔡昕,王喜世,李权威,廖光煊. 燃烧科学与技术. 2010(04)
[6]低压低氧环境下油盘火的对比实验与燃烧特性[J]. 李振华,杨满江,张辉,汪箭. 中国科学技术大学学报. 2009(02)
[7]西藏高原环境下点式感烟火灾探测器的灵敏度[J]. 于春雨,张永明,方俊,沈诗林,李英. 中国科学技术大学学报. 2007(03)
[8]布达拉宫古建筑火灾危险性调查研究[J]. 庄磊,王福亮,孙晓乾,陆守香. 消防科学与技术. 2006(03)
[9]中国火灾科学基础研究进展与展望[J]. 范维澄,刘乃安. 中国科学技术大学学报. 2006(01)
[10]西藏古建筑常用木材的着火特性试验[J]. 孙晓乾,李元洲,霍然,曾文茹,李思成,叶永飞. 中国科学技术大学学报. 2006(01)
博士论文
[1]高原环境下压力影响气体燃烧特征和烟气特性的实验与模拟研究[D]. 杨满江.中国科学技术大学 2011
[2]热解气体流动特性对炭化可燃物热解着火特性影响规律研究[D]. 王亚飞.中国科学技术大学 2011
[3]西藏高原低压低氧条件下可燃物燃烧特性和烟气特性研究[D]. 李振华.中国科学技术大学 2009
[4]高海拔低气压条件对细水雾灭火性能影响的实验研究[D]. 蔡昕.中国科学技术大学 2009
硕士论文
[1]辐射方向和海拔高度对固体可燃物热解及着火特性影响的实验研究[D]. 郄军芳.中国科学技术大学 2011
[2]高原环境下油池火的火焰及羽流特性研究[D]. 徐伯乐.中国科学技术大学 2010
[3]基于多特征融合的视频火焰探测方法研究[D]. 陈娟.中国科学技术大学 2009
本文编号：3209931
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