收藏本站
《中国科学技术大学》 2010年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

细水雾抑制熄灭气体射流火焰的实验研究

陆嘉  
【摘要】: 随着我国城市化进程的不断加快,人口密度在不断增大,燃料消耗不断增大,燃料结构也发生了的变化,气体燃料,如天然气等已逐渐成为城市生活燃料的主体。但就在天然气被广泛的应用同时,增加了天然气泄漏及火灾、爆炸事故发生的危险性。细水雾灭火技术由于其灭火高效、对环境无污染、对现场人员和设备安全、用水量少等诸多优点,近年来越来越受到人们的重视。但是以往的研究都主要关注于细水雾对固体和液体燃料的灭火效果,而对细水雾熄灭可燃气体火灾的机理研究相对较少,将细水雾直接应用于熄灭可燃气体射流火的实验研究则更为罕见。因此,本文通过模拟实验来研究细水雾抑制熄灭气体射流火的有效性,深入探讨细水雾灭气体火灾的机理和影响因素。 本文首先设计了非预混气体射流火实验台,可模拟不同圆形喷嘴口径和不同气体流量的射流火焰,用于研究气体射流火的火焰结构和火焰热辐射变化,并在此基础上增加细水雾系统,进行开放空间内细水雾抑制熄灭气体射流火焰和受限空间内细水雾与气体射流火焰相互作用的研究。 用喷嘴出口雷诺数将燃烧分为层流扩散阶段、层流扩散向湍流扩散过渡阶段和完全湍流扩散阶段共三个阶段,通过改变喷嘴口径和气体流量,获得了射流火在不同阶段的火焰形态特征。实验中发现射流火自我吹熄时的气体流量以及喷嘴出口雷诺数Re是随喷嘴口径大小递增的,口径较大喷嘴在流量较小时出现低频焰脉动现象,有脉动火焰时的火焰高度和火焰辐射都与其它工况不同。实验同时也分析了火焰高度随气体流量、喷嘴口径以及喷嘴出口雷诺数的变化关系。 本文分析了射流火的火焰辐射强度与气体流量以及喷嘴出口雷诺数之间存在的联系。研究发现当射流火的火焰底部出现淡蓝色并脱离喷嘴时,火焰辐射强度随气体流量增加的增长率会明显降低,进而对火焰辐射强度非线性增长时的特点进行了分析,总结了火焰辐射强度大小变化的一般性规律,对有脉动火焰等现象时火焰辐射强度较强的原因也做了讨论。 开展了开放空间内细水雾抑制熄灭非预混甲烷气体射流火焰的模拟实验,发现细水雾熄灭气体射流火焰时有两种不同的灭火过程并分析了两种过程的特点。尝试用射流火的喷嘴出口雷诺数Re来划分和判断细水雾熄灭气体射流火焰难易程度,发现处于完全湍流燃烧阶段或近完全湍流燃烧阶段的射流火焰最难灭。进而讨论了细水雾灭开放空间内气体射流火焰的主要机理,发现细水雾作用于射流火焰的有效雾通量的吸热功率大小直接决定了是否能灭火成功以及灭火的时间快慢。实验进而分析了细水雾压力的大小对灭气体射流火焰的效率的影响,发现细水雾压力大时的灭火效率明显要高于压力小的情况。通过改变不同细水雾喷射方式,发现在采用侧喷和从底部斜向上喷方式时的灭火效果非常好。 通过模拟实验对受限空间内细水雾与气体射流火焰的相互作用进行了研究,结果发现延迟施加细水雾的灭火效率比不延迟施加时要高,受限空间内火源功率越大灭火效果越好。由于受限空间能够积累大量的水蒸气,使得细水雾灭气体射流火焰的效果比开放空间内要好。
【学位授予单位】:中国科学技术大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TU892

【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 黄咸家;细水雾与气体射流火焰相互作用的实验与数值模拟研究[D];中国科学技术大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 房玉东;刘江虹;廖光煊;林霖;;细水雾抑制熄灭障碍物油池火的有效性研究[J];中国工程科学;2006年02期
2 刘晅亚;陆守香;黄玥;陈国庆;;细水雾对障碍物挡板火灭火有效性的实验研究[J];中国工程科学;2006年05期
3 孔文俊,张孝谦;预混气体燃烧火焰闪烁现象分析[J];工程热物理学报;2000年01期
4 孔文俊,杜文锋,张孝谦;重力对扩散射流火焰动态特性的影响[J];工程热物理学报;2000年03期
5 刘勇,杨宏旻,马卫民,顾璠,徐益谦;预混燃气射流火焰噪声与火焰稳定性[J];工程热物理学报;2000年05期
6 顾欣;臧述升;葛冰;;湿空气扩散燃烧火焰结构特性研究[J];工程热物理学报;2006年02期
7 崔正心,廖光煊,秦俊,范志航;细水雾抑制障碍物稳定火焰的实验研究[J];火灾科学;2001年03期
8 秦俊,廖光煊,徐秀梅;细水雾抑制气体火焰的实验测量[J];激光与红外;2003年02期
9 ;Laminar premixed methane/air flame extinction characteristics influenced by co-flow water mists[J];Chinese Science Bulletin;2008年03期
10 余明高;杨克;贾海林;潘荣锟;;超细水雾抑制受限空间木材燃烧的实验研究[J];热科学与技术;2009年02期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 丛北华;多组分细水雾与扩散火焰相互作用的模拟研究[D];中国科学技术大学;2006年
2 陈吕义;细水雾抑制受限空间轰燃的实验与理论研究[D];中国科学技术大学;2009年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 胡克旭,李金宝;室内火灾轰燃研究的动态述评[J];四川建筑科学研究;2004年01期
2 孙纲;王蔚;金建军;王艳;;焦作“天堂”影视厅火灾分析[J];安防科技;2006年06期
3 蒋亚龙;谭启;陈鲜展;王大军;;激光烟雾图像和CO气体复合火灾探测器的设计[J];安防科技;2010年06期
4 岳海梅;元江瑜;;建筑火灾隐患与火灾风险的关系[J];安防科技;2010年08期
5 戴仕杰;姚昆;;受限空间细水雾熄灭油池火机理探讨[J];安防科技;2011年11期
6 孟凡双;金国一;;热风炉富氧燃烧特性与操作措施研究[J];鞍钢技术;2011年03期
7 陆松伦;孙强;;建筑物火灾荷载密度的确定方法和应用[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2005年06期
8 孙强;旻昊;夏璐;;浅议建筑钢结构防火涂料的优选方法[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2008年04期
9 章涛林;方廷勇;卢平;;高层建筑火灾烟气迁移特性研究[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2008年05期
10 周心权;朱红青;;以基础研究强化煤矿爆炸及火灾重大事故调查技术[J];兵工安全技术;1999年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 杨韬;;浅谈公众聚集场所火灾扑救途径和方法[A];2011安徽省科协年会——海湾杯“社会消防安全管理创新”专题年会论文集[C];2011年
2 苏操文;王庭文;;芜湖“11.15”小商品市场大火分析[A];2011安徽省科协年会——海湾杯“社会消防安全管理创新”专题年会论文集[C];2011年
3 孟凡双;金国一;;热风炉富氧燃烧特性与操作策略研究[A];2011年全国炼铁低碳技术研讨会会议论文集[C];2011年
4 顾克江;;基于油气集中处理系统涡街流量计测量不确定度分析[A];江苏省计量测试学术论文集(2011)[C];2011年
5 胡雪彦;;某商业中心影城安全性评估[A];2010中国消防协会科学技术年会论文集[C];2010年
6 蒋耀港;沈兆武;;比药量对冷激波灭火弹灭火效果的影响[A];中国爆破新技术Ⅱ[C];2008年
7 吴鹏;于文华;;水雾灭火技术用于扑救林火的应用探讨[A];节能环保 和谐发展——2007中国科协年会论文集(三)[C];2007年
8 鱼歌;高亚萍;;PVC壁纸的热解特性研究[A];第十届中国科协年会论文集(一)[C];2008年
9 梁闰生;;采用CO作为探测参数设计火灾探测器的探讨[A];第十届中国科协年会论文集(一)[C];2008年
10 陈智明;;单个消防中队在高层火灾救援中承担任务的探讨[A];第十届中国科协年会论文集(一)[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 徐远纲;大型电站锅炉掺烧印尼煤的研究与应用[D];华中科技大学;2010年
2 陈国庆;航空煤油火焰蔓延特性研究[D];中国科学技术大学;2010年
3 徐涛;电场作用下液体乙醇微细尺度层流扩散燃烧的实验与数值模拟[D];华南理工大学;2010年
4 梁运涛;煤自然发火期快速预测研究[D];浙江大学;2010年
5 张寿明;基于冶炼过程及终点判断技术的烟化炉智能控制系统研究[D];昆明理工大学;2009年
6 崔永章;内置折边扭带管内混合气体对流凝结换热与阻力性能研究[D];山东大学;2011年
7 肖修昆;基于蒸汽辅助雾化的气动式细水雾发生方法及灭火有效性模拟实验研究[D];中国科学技术大学;2011年
8 张启兴;火灾烟雾颗粒散射矩阵模拟测量与粒径折射率反演研究[D];中国科学技术大学;2011年
9 祝玉泉;调谐激光吸收光谱技术在典型灾害气体检测中应用研究[D];中国科学技术大学;2011年
10 王亚飞;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];中国科学技术大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 杨克;超细水雾抑制受限空间固体火的实验与数值模拟研究[D];河南理工大学;2010年
2 钟取发;动态环境下早期烟雾、火苗的视频分级检测研究[D];浙江理工大学;2010年
3 孟佳霖;基于扩频技术的智能消防监控系统的研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
4 熊剑;不同制冷工质在螺旋槽花瓣形翅片管管外的冷凝传热强化研究[D];华南理工大学;2010年
5 温栋梁;基于嵌入式系统加热炉融合控制的研究[D];长春工业大学;2010年
6 吴强;基于CAN总线的实验楼宇火灾预警系统设计[D];南昌大学;2010年
7 沈彬;气流式雾化火焰声学特性与声学诊断[D];华东理工大学;2011年
8 李博;乳化重油稳定性及燃烧特性的实验研究[D];昆明理工大学;2010年
9 李彬;受火混凝土结构可靠性的数值模拟分析[D];昆明理工大学;2010年
10 孙辉;反射炉燃油雾化燃烧CFD数值模拟研究[D];昆明理工大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陆强;李钙;廖光煊;黄鑫;朱伟;;油池火中细水雾强化火焰现象的研究[J];中国工程科学;2006年07期
2 葛晓霞;张学魁;;细水雾灭火系统技术研究进展[J];中国公共安全(学术版);2006年02期
3 朱迎春;刘晅亚;陆守香;秦俊;;管式燃烧器烧嘴上方细水雾雾场特性的LDV/APV实验研究[J];火灾科学;2006年01期
4 秦俊,廖光煊,王喜世,姚斌,杨远智;激光多普勒细水雾雾场特性实验研究[J];激光技术;2001年04期
5 秦俊,廖光煊,王喜世,姚斌;细水雾流场三维LDV测量[J];量子电子学报;2001年03期
6 房玉东;刘江虹;林霖;廖光煊;;细水雾熄灭K类火灾的全尺寸模拟实验[J];燃烧科学与技术;2006年04期
7 黄鑫;刘江虹;廖光煊;陆强;;细水雾扑灭油池火的临界条件[J];燃烧科学与技术;2006年04期
8 杨健鹏;张和平;钟委;;水雾粒径及初速度对壁面材料火灾灭火效果的影响[J];燃烧科学与技术;2010年01期
9 陆嘉;廖光煊;黄咸家;陶常法;;细水雾作用下气体射流火焰熄灭的临界条件[J];燃烧科学与技术;2011年05期
10 翁文国,廖光煊,王喜世;基于互相关的DPIV图像诊断方法研究[J];实验力学;1999年03期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 肖修昆;基于蒸汽辅助雾化的气动式细水雾发生方法及灭火有效性模拟实验研究[D];中国科学技术大学;2011年
2 李权威;狭长空间纵向通风条件下细水雾抑制油池火的实验研究[D];中国科学技术大学;2010年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 齐圣;杜扬;张培理;欧益宏;;受限空间雾化射流降温与加湿作用数值分析[J];后勤工程学院学报;2014年02期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 赵枫;带电细水雾灭火效能的实验研究[D];沈阳航空航天大学;2013年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 郑彬,赵绪新,田德余;典型建筑和装饰材料的轰燃特性研究[J];安全与环境学报;2004年04期
2 赵春霞,徐卡秋,唐聪明;氟碳表面活性剂及其在消防领域中的应用[J];日用化学工业;2004年06期
3 房玉东;刘江虹;廖光煊;林霖;;细水雾抑制熄灭障碍物油池火的有效性研究[J];中国工程科学;2006年02期
4 刘晅亚;陆守香;黄玥;陈国庆;;细水雾对障碍物挡板火灭火有效性的实验研究[J];中国工程科学;2006年05期
5 林霖;房玉东;廖光煊;秦俊;;细水雾作用下固体表面火蔓延速度变化规律的小尺度实验研究[J];中国工程科学;2006年06期
6 陆强;李钙;廖光煊;黄鑫;朱伟;;油池火中细水雾强化火焰现象的研究[J];中国工程科学;2006年07期
7 赵黛青;蒋利桥;黄显峰;杨卫斌;山下博史;;微尺度预混合火焰结构和熄火特性研究[J];工程热物理学报;2006年04期
8 陈明功,黄晟,陆守香;液-固混合悬浊液的压力雾化(Ⅰ) 机理分析与模型建立[J];化工学报;2003年11期
9 葛冰,臧述升,周见广,翁史烈;回流燃烧湍流流场激光可视化实验[J];航空动力学报;2004年06期
10 肖进新,暴艳霞,寿建宏,高展,姚军;碳氟-碳氢表面活性剂混合水溶液在油面上铺展[J];化学研究与应用;2002年02期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 汪远;梁俊;蔡振仲;;细水雾:开创船舶消防的新时代[J];水上消防;2007年06期
2 刘德明;程宏伟;;福建省科普周举办“高压细水雾灭火技术及应用”技术讲座[J];给水排水动态;2010年04期
3 方艳平;杨平;;细水雾灭火技术在档案图书馆中的应用现状与展望[J];河南科技;2009年01期
4 刘泽毅;张媛;;细水雾技术的更新[J];消防技术与产品信息;2009年11期
5 ;东莞推出移动式手推型超强力细水雾/泡沫灭火装置[J];消防技术与产品信息;2009年02期
6 陈文玺;;高压细水雾灭火系统用于绍兴市档案馆库房[J];中国给水排水;2010年02期
7 王喆;;细水雾灭火技术在华东电网调度大楼中的应用[J];山西建筑;2008年19期
8 张文忠;;细水雾灭火系统研究应用的现状[J];科技信息;2010年22期
9 李文倩;徐凤;;细水雾灭火技术在上海浦东文献中心的应用[J];给水排水;2005年10期
10 邹高万;董惠;周允基;郜冶;;细水雾对油池火热释放速率影响的初步研究[J];热科学与技术;2007年04期
中国重要会议论文全文数据库 前9条
1 许智远;曹立军;李卓飞;;细水雾灭火技术与细水雾消防车[A];第三届河南省汽车工程科技学术研讨会论文集[C];2006年
2 曹丽英;徐强;阙兴贵;潘仁明;;含添加细水雾灭火剂灭A类火灭火效能研究[A];2011中国消防协会科学技术年会论文集[C];2011年
3 陈吕义;杨秉轩;潘春玲;;小尺度受限空间细水雾熄灭汽油池火的机理研究[A];2011中国消防协会科学技术年会论文集[C];2011年
4 许智远;李卓飞;韩志洁;;节能环保与轻型细水雾消防车[A];第四届河南省汽车工程科技学术研讨会论文集[C];2007年
5 ;海力特消防[A];第三届河南省汽车工程科技学术研讨会论文集[C];2006年
6 ;煤矿企业甲烷零排放解决方案[A];煤矿瓦斯抽采与利用新技术研讨会论文集[C];2009年
7 梁清泉;;水系灭火剂的应用及发展方向[A];公共安全中的化学问题研究进展(第二卷)[C];2011年
8 宋文建;王百胜;;运水车保温热力学计算[A];第七届河南省汽车工程科技学术研讨会论文集[C];2010年
9 许智远;胡泽雄;李华平;;高压细水雾举高消防车[A];第七届河南省汽车工程科技学术研讨会论文集[C];2010年
中国重要报纸全文数据库 前3条
1 羽卒;细水雾灭火技术异军突起[N];人民公安报·消防周刊;2011年
2 景卫东 河南省档案馆技术处研究馆员;加拿大国家档案图书馆档案保护中心纵览[N];中国档案报;2009年
3 邹伟农;上海奖励2003年度档案科研成果[N];中国档案报;2004年
中国博士学位论文全文数据库 前6条
1 陆嘉;细水雾抑制熄灭气体射流火焰的实验研究[D];中国科学技术大学;2010年
2 梁天水;超细水雾灭火有效性的模拟实验研究[D];中国科学技术大学;2012年
3 孟娜;地铁车站关键结合部位火灾烟气流动特性与控制模式优化研究[D];中国科学技术大学;2014年
4 肖修昆;基于蒸汽辅助雾化的气动式细水雾发生方法及灭火有效性模拟实验研究[D];中国科学技术大学;2011年
5 李权威;狭长空间纵向通风条件下细水雾抑制油池火的实验研究[D];中国科学技术大学;2010年
6 黄咸家;细水雾与气体射流火焰相互作用的实验与数值模拟研究[D];中国科学技术大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 马鸿雁;超细水雾作用下乙醇火的抑制特性研究[D];河南理工大学;2011年
2 杨克;超细水雾抑制受限空间固体火的实验与数值模拟研究[D];河南理工大学;2010年
3 张伟;细水雾作用下室内火灾烟气特性参数变化数值模拟[D];青岛科技大学;2010年
4 王储;细水雾作用下模拟原木楞堆的燃烧实验研究与分析[D];东北林业大学;2013年
5 胡超;细水雾抑制室内火灾的尺度效应及效能评价[D];南京理工大学;2014年
6 董艳军;超细水雾抑制回采工作面瓦斯燃烧的实验与数值模拟研究[D];河南理工大学;2011年
7 牛慧昌;含添加剂细水雾灭火性能的实验研究[D];沈阳航空航天大学;2011年
8 高媛媛;细水雾系统灭火性能研究及喷嘴参数优化[D];南华大学;2013年
9 李双玉;细水雾作用下原木楞堆燃烧过程实验研究[D];东北林业大学;2013年
10 安安;细水雾抑制管道瓦斯爆炸的实验研究[D];河南理工大学;2011年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026