插板对油池火燃烧行为的影响研究

发布时间：2020-09-01 14:03

　　近些年来,经济快速发展,石油已是一种非常重要的能源,国际石油贸易也呈快速增长趋势。然而,在石油开采和运输的过程中,由于海洋环境恶劣、海面船只增多导致的海上石油泄漏事件层出不穷,而泄漏的石油不仅会破坏海洋生态环境,也会给人类的生活带来很大的影响。因此,当海上石油泄漏之后,将漏油快速处理掉具有重大意义。原位燃烧法是处理海上漏油的重要手段之一,其本质是液体的燃烧,因此需要提高液体的燃烧速率。液体燃烧一般是油池的燃烧,因此,需要提高油池的燃烧速率。本文在前人研究的基础上,针对其存在的不足,开展不同高度的矩形铝板插入油池火的实验,探究插板对燃烧行为的影响。插板之后,从点火开始,燃烧会不断扩展,火焰高度不断升高,最后达到一个稳定状态,高度不再变化。稳定时的火焰的高度均高于未插板的火焰高度,且随着板高的增加,火焰高度也逐渐增加。乙醇和正庚烷的变化趋势一致,随着板的高度的增加,火焰高度均呈现出先增后减的非单调变化趋势,临界点在Hp/D=3.5附近。板的温度在乙醇和正庚烷中的变化趋势一致,其临界点也在Hp/D=3.5附近。采用滞留层模型,对比分析了乙醇和正庚烷的火焰高度、铝板的温度分布、油池的燃烧速率,得到了对燃烧速率促进作用最大的铝板高度,揭示了火焰高度、铝板温度、热反馈和B数对燃烧速率的影响。插板之后的燃烧速率均会加快,主要是因为插板之后火焰得到了延长,板的温度迅速升高,向下的热传导使燃料发生核态沸腾,致使热通量增加,加快了燃料的蒸发,从而使燃烧速率加快。理论燃烧速率高于实验燃烧速率,主要是因为在计算的过程中,忽略了外部环境的热损失以及冷却系统带走的热量。
【学位单位】：中国科学技术大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：O643.21;TE88
【部分图文】：

漂油,石油泄漏

第１章绪论三，对人类的影响。由于海水具有流动性，泄漏到海水的原油不会仅漂浮地，而是会随着海水蔓延至相邻海域，使更大的海洋区域受到污染。生活在逡逑区域的水生生物会大量死亡，腐烂的尸体会导致当地的环境受染，这将会逡逑当地的旅游业；受污染区域的海产品也很难销售，这将会影响当地的渔业。逡逑都会影响当地的经济发展。此外，人们若食用了被污染的海水和鱼类，健康也会受到一定的影响。逡逑四，对生态环境的影响。海上漏油若不及时处理掉，它们会长期存在于世洋中、海底和海岸，石油中所含的毒性化合物，会导致海洋生物的大量死亡，逡逑使植物、动物的数量发生巨变，也可能导致一些珍贵的生物灭绝，这些将生态系统的平衡，使生态环境遭到破坏。逡逑

示意图,油池火,插板

２．２实验平台介绍逡逑插板的油池燃烧实验平台主要由两部分构成：液面平衡系统和冷却系统。整逡逑个实验装置示意图如图２．１所示。逡逑供油罐１逡逑｜阀门１逡逑溢油ＳＩ２邋逦二池３逦逡逑：＝＾Ｔ＾邋ｔ邋ｉｒ逡逑储油罐３逡逑＿邋逦？逡逑图２．１插板油池火实装置逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋２．１邋Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ邋ｓｅｔｕｐ邋ｗｉｔｈ邋ｔｈｅ邋ａｌｕｍｉｎｕｍ邋ｐｌａｔｅ逡逑１３逡逑

平衡系统,液面,油池火

使用了液面控制装置，得到了单位面积的小尺寸油池火燃烧速率与大气压力的关逡逑系。因此，本文在探宄插板对油池火燃烧速率的影响时，为避免液面高度下降带逡逑来的干扰，使用了如下图２．２所示的实验装置。逡逑供油罐１逡逑Ｉ阀门１逡逑■．溢油丨翟２逦＿邋逦油＿池２＾｜逦逡逑阔邋Ｈ２逡逑储油罐３逡逑＿邋？逡逑图２．２液面平衡系统逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋２．２邋Ｌｅｖｅｌ邋Ｂａｌａｎｃｅ邋Ｓｙｓｔｅｍ逡逑此液面平衡装置包括供油罐１、溢油罐２、储油罐３、阀门１、阀门２、油池逡逑１４逡逑

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