灭火射流二次雾化的特性研究

发布时间：2021-05-10 09:54

　　消防安全事业是关系到民生的重要一环。大部分的消防设施都采用水作为灭火介质,在灭火的过程中,水雾化后的各项性能直接影响到了灭火的效果。水高速射流的雾化过程包括一次雾化过程和二次雾化过程,二次雾化后的液滴状态与最终的雾化质量密切相关。提高雾化质量,找到更好的雾化条件对灭火效率的提高有很高的建设性作用。然而高速射流的液滴破碎、雾化问题十分复杂,其破碎特性仍需深入研究。所以研究二次雾化的破碎特性,解释清楚二次雾化的分裂现象至关重要。本文使用VOF方法对液滴二次雾化进行了数值仿真,模拟出了液滴二次雾化后的体积变化。搭设实验台进行二次雾化实验,根据实验结果分析液滴二次雾化过程中的液滴破碎规律,以便更好地研究液滴的二次雾化机理。分别采用水与水甘油混合物作为介质,在玻璃管内使用匀速气流进行实验。然后基于实验所拍摄到的液滴二次雾化的破碎过程,研究了液滴二次雾化的几种破碎模式的特征。并且分析了液滴二次雾化的各种特性规律:包括液滴二次雾化后破碎的破碎角度的分析以及得到了水二次雾化时的临界We数的液滴的破碎特性;最大变形率和We数的关系以及变形率随无量纲时间变化的规律,在袋状模式下,袋长与We数关系的变形特性... 

【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
主要变量定义一览表
第1章 绪论
    1.1 研究背景
        1.1.1 消防工程背景
        1.1.2 二次雾化的定义及研究意义
    1.2 研究现状
        1.2.1 理论和数值研究现状
        1.2.2 实验研究
    1.3 本文主要研究内容
第2章 二次雾化的数值模拟
    2.1 计算模型
    2.2 计算结果
    2.3 本章小结
第3章 液滴二次雾化实验装置
    3.1 实验研究常用方法
    3.2 实验装置与方法
        3.2.1 实验方法
        3.2.2 实验设备
    3.3 实验相关无量纲数及测量范围
        3.3.1 无量纲数
        3.3.2 实验测量的数据范围
    3.4 本章小结
第4章 液滴破碎模型与二次雾化破碎模式
    4.1 二次雾化破碎理论模型
        4.1.1 Kelvin-Helmholtz不稳定性
        4.1.2 Rayleigh-Taylor不稳定性
    4.2 二次雾化破碎模式
        4.2.1 振动破碎模式
        4.2.2 袋状破碎模式
        4.2.3 剪切破碎模式
    4.3 本章小结
第5章 液滴二次雾化特性
    5.1 破碎特性
        5.1.1 破碎角度
        5.1.2 临界We数
    5.2 变形特性
        5.2.1 最大变形率和We数的关系
        5.2.2 变形率和时间的关系
        5.2.3 袋状破碎的袋子长度
    5.3 时间特性
        5.3.1 无量纲破碎时间
        5.3.2 破碎速度
        5.3.3 剪切破碎时的剥离速度
    5.4 本章总结
第6章 总结与展望
    6.1 本文主要内容概述
    6.2 主要创新点
    6.3 问题与展望
参考文献
攻读硕士期间发表的学术成果
致谢
学位论文评阅及答辩情况表


【参考文献】：
期刊论文
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[5]超高压细水雾穿墙(切割)灭火系统[J]. 卞士林.  水上消防. 2011(01)
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本文编号：3179159