纵向风作用下航空煤油火蔓延行为及气-液传热机制研究

发布时间：2023-05-07 14:24

　　燃油是生活、石油、化工行业中广泛使用的能源燃料。随着国家经济的迅速发展,对燃油的需求与日俱增,燃油的储存和安全使用尤为重要。由于燃油具有可燃性,泄漏燃油极易发生火灾。火灾事故现场往往存在纵向风,纵向风能够携带更多燃烧所需要的氧气,使得燃烧更加剧烈。纵向风的作用下,火焰倾斜且被拉长,可能直接点燃相邻的泄漏口或扩大对周围物体的热辐射。因此,有必要对纵向风条件下的火焰长度、火焰倾角、火蔓延速度以及热辐射等开展研究。为了深入探究纵向风条件下3号航空煤油火蔓延行为特征,本文使用了宽度分别为4、8、12、16和20cm的油池开展火蔓延研究,油池长度均为100cm,纵向风速范围-2.57～+2.57m/s。利用电子天平、CCD相机、微细热电偶和红外热像仪等采集实验数据。本文的具体研究工作如下:研究了纵向风作用下航空煤油火蔓延过程中火行为特性(火焰倾角、火焰高度和火蔓延速度)。研究发现,闪火焰长度随顺风风速的增大而增大,随逆风风速增大而减小。对于任何宽度的油池,纵向风作用下火焰高度都比无风条件下的要短。随着风速的增加,火焰高度的下降比例逐渐减小,火焰高度最终接近一个临界值。与无风条件相比,最大风速条件...

【文章页数】：95 页

【学位级别】：硕士

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致谢
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 研究现状
        1.2.1 无风条件下液体火蔓延研究现状
        1.2.2 纵向风条件下油池火燃烧行为的研究现状
        1.2.3 纵向风条件下火蔓延燃烧行为的研究现状
    1.3 本文的研究内容
    1.4 本文的章节安排
第二章 实验装置
    2.1 引言
    2.2 实验装置介绍
        2.2.1 实验台布置
        2.2.2 实验油池设计
        2.2.3 供风系统及风速测量
        2.2.4 实验燃料选择
    2.3 实验测量系统介绍
        2.3.1 视频采集系统
        2.3.2 温度采集系统
        2.3.3 质量测量及燃烧速率处理方法
    2.4 本章小结
第三章 纵向风作用下航空煤油火蔓延行为研究
    3.1 引言
    3.2 实验工况
    3.3 火焰形态分析
        3.3.1 火焰基本行为
        3.3.2 纵向风作用下火蔓延火行为机理分析
    3.4 火焰倾角分析
        3.4.1 火焰倾角实验结果
        3.4.2 火焰倾角模型对比分析
        3.4.3 改进后的火焰倾角模型分析
    3.5 火焰高度分析
        3.5.1 火焰高度实验结果
        3.5.2 火焰高度模型对比分析
        3.5.3 改进后的火焰高度模型分析
    3.6 火蔓延速度
    3.7 本章小结
第四章 纵向风作用下火蔓延气-液流体动力学及传热分析
    4.1 引言
    4.2 实验工况
    4.3 火蔓延流体动力学特性分析
        4.3.1 液相动力学分析
        4.3.2 气相动力学分析
    4.4 纵向风作用下火蔓延气相-液相传热分析
        4.4.1 气-液温度分布
        4.4.2 火焰辐射分析
        4.4.3 纵向风作用下液体火蔓延气-液传热分析
    4.5 本章小结
第五章 结论与展望
    5.1 本文结论
    5.2 本文创新点
    5.3 研究展望
参考文献
附录1 主要符号表
攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况



本文编号：3810745