水平環(huán)境風(fēng)條件下氣體池火擴(kuò)散火焰底部特殊行為研究.pdf

1、火自應(yīng)用以來，帶來了諸多便利，但同時(shí)也帶來了巨大的人身傷亡和財(cái)產(chǎn)損失，成為現(xiàn)代社會(huì)的主要安全問題。從古至今造成大量傷亡及損失的火災(zāi)不勝枚舉，例如倫敦火災(zāi)等，在這一過程中我們對(duì)火災(zāi)的理解不斷加深。
　　前人對(duì)油池火災(zāi)的研究是充實(shí)且較為完備的，其中燃燒速率和包括火焰高度、火焰傾角、火焰長度等火焰形態(tài)研究是比較常見的。經(jīng)過調(diào)研，前人的研究主要集中在無風(fēng)及無凸出高度的情況下。而在實(shí)際的火災(zāi)中，油罐多暴露于自然狀態(tài)中，普遍受到環(huán)境風(fēng)作用，同

2、時(shí)我們應(yīng)當(dāng)注意到在環(huán)境風(fēng)作用下的池火，其形態(tài)、燃燒速率等都會(huì)發(fā)生顯著變化，出現(xiàn)諸如脫離行為（火焰迎風(fēng)側(cè)離開油罐前緣）、下洗行為（火焰沿背風(fēng)側(cè)罐體向下蔓延）和貼地行為（火焰后端離開罐體并向下風(fēng)向蔓延）等特殊現(xiàn)象。而這其中貼地行為明顯受到罐體高度的影響，隨著罐體高度的變化呈現(xiàn)出顯著改變。基于以上因素，筆者希望通過研究補(bǔ)充領(lǐng)域的空白與不足。
　　本文主要通過實(shí)驗(yàn)研究的方法，開展了氣體池火擴(kuò)散火焰底部特殊行為相關(guān)研究，主要包括脫離行為、下

3、洗行為、貼地長度三個(gè)方面，輔之以底部溫度分布、貼地臨界等作為補(bǔ)充。實(shí)驗(yàn)選用丙烷為燃料，油盤尺寸則選取10cm、15cm、20cm三種，風(fēng)速范圍是0.38 m/s-2.48 m/s，流量取用0.25 m3/h、0.5 m3/h、0.75 m3/h、1.00 m3/h、1.25 m3/h和1.5 m3/h，對(duì)應(yīng)的HRR為6.88 kW、13.75 kW、20.63 kW、27.50 kW、34.38 kW、41.25 kW。其中在脫離長度部

4、分實(shí)驗(yàn)中加入了油罐火底部溫度分布研究，配合驗(yàn)證脫離長度，探討脫離機(jī)理;下洗長度與貼地臨界的風(fēng)速工況設(shè)置較為密集，以便于規(guī)律的確認(rèn);貼地長度則通過與前人公式的對(duì)比驗(yàn)證了燃燒器凸出高度對(duì)貼地行為的顯著影響。
　　在數(shù)據(jù)采集方面脫離長度、下洗長度因精度要求高，均采用視頻拆幀，逐幀讀取的方式。而貼地長度部分，利用實(shí)驗(yàn)臺(tái)布置的刻度讀取。研究發(fā)現(xiàn)脫離長度隨風(fēng)速增加而增加，隨流量的上升增加，而隨燃燒器邊長的增加下降，根據(jù)底部溫度分布可知，焰鋒前