火灾烟颗粒形貌特征及其光学特性研究
发布时间：2022-07-09 17:09
燃料燃烧释放的烟气,对人体健康、空气质量和全球的气候均造成严重的危害;同时,火灾烟颗粒物理特性是早期火灾探测器的重要特征参量。因此,研究不同工况条件下烟颗粒形貌特征、尺度分布和烟颗粒光学检测原理,对环境污染的治理、保护人类身体健康和提高产品性能具有十分重要的应用价值。首先,本文利用自行搭建的小尺寸实验平台,以煤油、柴油、天然乳胶泡沫和桦木木垛为燃料,采集不同采样点位置、不同燃料、不同停留时间条件下的烟颗粒样品,利用场发射电镜扫描仪观察烟颗粒的图像,结合相关的图像处理软件,测量和统计不同工况条件下烟颗粒尺度分布。其次,依据烟颗粒的光学特性,对烟颗粒的光学检测原理进行研究。研究结果如下:随着采样点位置的增高,附着在采样网表面的烟颗粒团聚体增多;当采样点位置低于1.0 m时,桦木木垛燃烧产生的烟颗粒表面覆盖大量的焦油,随着采样点位置的升高,覆盖的焦油量减少,乳胶和柴油燃烧产生的烟颗粒为近似球形的初始粒子组成的团聚体,边界较为清晰。当采样点位置高于1.0 m时,桦木木垛燃烧产生的烟颗粒表面覆盖的焦油减少,随着高度的增加烟颗粒逐渐显露出来;在天然乳胶泡沫的燃烧过程中产生的烟颗粒,表面附着有大量的...
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景
1.1.1 烟颗粒对人体的危害
1.1.2 烟颗粒对环境和气候的影响
1.2 研究意义
1.3 国内外研究现状
1.3.1 烟颗粒形貌特征和尺度分布的研究现状
1.3.2 烟颗粒光学特性研究现状
1.4 研究内容和思路
1.5 章节安排
2 实验装置和实验安排
2.1 实验装置和实验内容
2.2 温度采集系统
2.3 质量采集系统
2.4 摄像机
2.5 烟颗粒采集系统
2.6 场发射电镜扫描仪
2.7 实验安排和流程
2.7.1 实验安排
2.7.2 实验流程
2.8 小结
3 实验结果与分析
3.1 温度和质量的变化
3.2 不同采样点位置对烟颗粒形貌特征和尺度分布的影响
3.2.1 实验描述
3.2.2 实验安排
3.2.3 采样点位置对烟颗粒形貌特征的影响
3.2.4 采样点位置对烟颗粒尺度分布的影响
3.3 不同化学组成成分对烟颗粒形貌特征与尺度分布的影响
3.3.1 实验描述
3.3.2 实验安排
3.3.3 不同化学组成成分对烟颗粒形貌特征的影响
3.3.4 不同化学组成成分的燃料对烟颗粒分布的影响
3.4 不同停留时间对烟颗粒形貌特征和尺度分布的影响
3.4.1 实验表述
3.4.2 实验安排
3.4.3 停留时间对烟颗粒形貌特征的影响
3.4.4 停留时间对烟颗粒尺度分布的影响
3.5 本章小结
4 烟颗粒的光学检测原理
4.1 检测对象
4.2 烟颗粒的光学性质
4.3 烟颗粒光学检测原理
4.3.1 烟颗粒的粒径与消光系数之间的关系
4.3.2 消光法检测的使用范围
4.4 本章小结
5 结果与展望
5.1 结论
5.2 本文创新点
5.3 工作展望
参考文献
作者简历
【参考文献】：
期刊论文
[1]掺混甲烷对预混合乙烯火焰碳烟粒径分布的影响[J]. 顾浩,翟佳琦,林柏洋,林赫. 内燃机与配件. 2018(03)
[2]不同高度处烟颗粒形貌特征和尺度分布[J]. 郭晨宁,黄冬梅,张明振. 工程热物理学报. 2017(11)
[3]桦木木垛火羽流竖直方向烟颗粒形貌特征[J]. 张毅,郭晨宁. 中国安全科学学报. 2017(09)
[4]空气中可吸入颗粒物的检测方法探究[J]. 邵剑明. 环境与发展. 2017(06)
[5]激光全散射法测量燃煤颗粒物浓度的实验研究[J]. 徐义书,刘小伟,崔江,陈栋,韩金克,徐明厚. 工程热物理学报. 2017(07)
[6]乳胶泡沫引火位置对火蔓延特性的影响[J]. 郭晨宁,黄冬梅,张明振,赵玉法. 化工学报. 2017(09)
[7]关于加强和改进火灾形势分析工作的思考[J]. 董丹. 武警学院学报. 2017(04)
[8]可吸入颗粒物(PM10)不同组分健康效应及其毒性机制的研究进展[J]. 顾双,贾玉巧. 环境卫生学杂志. 2016(06)
[9]基于MIE理论的室内便携式颗粒物检测仪设计[J]. 赵小强,彭红梅,张朋波. 现代电子技术. 2016(24)
[10]颗粒粒径分布对全散射法测量颗粒质量浓度的影响[J]. 崔江,刘小伟,陈栋,徐义书,韩金克,徐明厚. 中国电机工程学报. 2016(16)
博士论文
[1]火灾烟颗粒偏振光散射特征的研究[D]. 乔利锋.中国科学技术大学 2008
[2]火灾烟雾颗粒粒径分布的测量与计算模拟[D]. 马绥华.中国科学技术大学 2006
[3]细水雾与火灾烟气相互作用的模拟研究[D]. 房玉东.中国科学技术大学 2006
[4]光散射法颗粒大小与形状分析[D]. 王清华.南京工业大学 2003
硕士论文
[1]乙烯层流预混火焰中碳烟颗粒长大规律研究[D]. 孔德彧.上海交通大学 2015
[2]基于粒子色散特性的光谱消光法粒度测量[D]. 张阳.西安电子科技大学 2013
[3]预混火焰碳烟颗粒的形貌结构特征及团聚力的研究[D]. 洪亮.天津大学 2012
[4]催泪弹烟幕粒径浓度全散射法测量研究[D]. 张振中.西安电子科技大学 2012
[5]基于消光原理的火灾烟雾浓度测量系统研制[D]. 蔡霆力.中国科学技术大学 2009
本文编号：3657500
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景
1.1.1 烟颗粒对人体的危害
1.1.2 烟颗粒对环境和气候的影响
1.2 研究意义
1.3 国内外研究现状
1.3.1 烟颗粒形貌特征和尺度分布的研究现状
1.3.2 烟颗粒光学特性研究现状
1.4 研究内容和思路
1.5 章节安排
2 实验装置和实验安排
2.1 实验装置和实验内容
2.2 温度采集系统
2.3 质量采集系统
2.4 摄像机
2.5 烟颗粒采集系统
2.6 场发射电镜扫描仪
2.7 实验安排和流程
2.7.1 实验安排
2.7.2 实验流程
2.8 小结
3 实验结果与分析
3.1 温度和质量的变化
3.2 不同采样点位置对烟颗粒形貌特征和尺度分布的影响
3.2.1 实验描述
3.2.2 实验安排
3.2.3 采样点位置对烟颗粒形貌特征的影响
3.2.4 采样点位置对烟颗粒尺度分布的影响
3.3 不同化学组成成分对烟颗粒形貌特征与尺度分布的影响
3.3.1 实验描述
3.3.2 实验安排
3.3.3 不同化学组成成分对烟颗粒形貌特征的影响
3.3.4 不同化学组成成分的燃料对烟颗粒分布的影响
3.4 不同停留时间对烟颗粒形貌特征和尺度分布的影响
3.4.1 实验表述
3.4.2 实验安排
3.4.3 停留时间对烟颗粒形貌特征的影响
3.4.4 停留时间对烟颗粒尺度分布的影响
3.5 本章小结
4 烟颗粒的光学检测原理
4.1 检测对象
4.2 烟颗粒的光学性质
4.3 烟颗粒光学检测原理
4.3.1 烟颗粒的粒径与消光系数之间的关系
4.3.2 消光法检测的使用范围
4.4 本章小结
5 结果与展望
5.1 结论
5.2 本文创新点
5.3 工作展望
参考文献
作者简历
【参考文献】：
期刊论文
[1]掺混甲烷对预混合乙烯火焰碳烟粒径分布的影响[J]. 顾浩,翟佳琦,林柏洋,林赫. 内燃机与配件. 2018(03)
[2]不同高度处烟颗粒形貌特征和尺度分布[J]. 郭晨宁,黄冬梅,张明振. 工程热物理学报. 2017(11)
[3]桦木木垛火羽流竖直方向烟颗粒形貌特征[J]. 张毅,郭晨宁. 中国安全科学学报. 2017(09)
[4]空气中可吸入颗粒物的检测方法探究[J]. 邵剑明. 环境与发展. 2017(06)
[5]激光全散射法测量燃煤颗粒物浓度的实验研究[J]. 徐义书,刘小伟,崔江,陈栋,韩金克,徐明厚. 工程热物理学报. 2017(07)
[6]乳胶泡沫引火位置对火蔓延特性的影响[J]. 郭晨宁,黄冬梅,张明振,赵玉法. 化工学报. 2017(09)
[7]关于加强和改进火灾形势分析工作的思考[J]. 董丹. 武警学院学报. 2017(04)
[8]可吸入颗粒物(PM10)不同组分健康效应及其毒性机制的研究进展[J]. 顾双,贾玉巧. 环境卫生学杂志. 2016(06)
[9]基于MIE理论的室内便携式颗粒物检测仪设计[J]. 赵小强,彭红梅,张朋波. 现代电子技术. 2016(24)
[10]颗粒粒径分布对全散射法测量颗粒质量浓度的影响[J]. 崔江,刘小伟,陈栋,徐义书,韩金克,徐明厚. 中国电机工程学报. 2016(16)
博士论文
[1]火灾烟颗粒偏振光散射特征的研究[D]. 乔利锋.中国科学技术大学 2008
[2]火灾烟雾颗粒粒径分布的测量与计算模拟[D]. 马绥华.中国科学技术大学 2006
[3]细水雾与火灾烟气相互作用的模拟研究[D]. 房玉东.中国科学技术大学 2006
[4]光散射法颗粒大小与形状分析[D]. 王清华.南京工业大学 2003
硕士论文
[1]乙烯层流预混火焰中碳烟颗粒长大规律研究[D]. 孔德彧.上海交通大学 2015
[2]基于粒子色散特性的光谱消光法粒度测量[D]. 张阳.西安电子科技大学 2013
[3]预混火焰碳烟颗粒的形貌结构特征及团聚力的研究[D]. 洪亮.天津大学 2012
[4]催泪弹烟幕粒径浓度全散射法测量研究[D]. 张振中.西安电子科技大学 2012
[5]基于消光原理的火灾烟雾浓度测量系统研制[D]. 蔡霆力.中国科学技术大学 2009
本文编号：3657500
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