低壓條件下的典型可燃物燃燒特性的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、人類的發(fā)展帶來(lái)的是向更廣闊的空間發(fā)展與活動(dòng)。在此背景下，低氣壓環(huán)境下與人類相關(guān)的事件就成為了一個(gè)關(guān)注的重點(diǎn)，也使得研究低氣壓條件下的火災(zāi)特性變得尤為重要。
　　前面已有許多學(xué)者對(duì)一系列的火災(zāi)燃燒現(xiàn)象進(jìn)行了研究與分析，他們的研究指出，影響不同壓力條件下的主要因素為空氣的密度（氧氣分壓）的不同。這一變化導(dǎo)致了低壓條件下燃料的燃燒特性與常壓條件下有較大地不同。
　　受條件的限制，本文在研究典型可燃物燃燒特性過(guò)程中，設(shè)計(jì)了低氣壓艙室

2、模擬高原低壓環(huán)境?？紤]到液體可燃物的尺寸與氣體可燃物的尺寸，本文利用了兩個(gè)不同的低壓艙室。主要從燃料燃燒的火焰形態(tài)、質(zhì)量燃燒速率及碳煙特性三大部分進(jìn)行研究，如下:
　　(1)在低壓艙中進(jìn)行了不同低氣壓環(huán)境下不同尺寸的正庚烷油池火。在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了一些新的現(xiàn)象，如較低壓力下出現(xiàn)的穩(wěn)定火焰。相同尺寸的火焰高度隨著壓力的增加而增高。壓力越低，火焰越圓。不同流速比條件下的乙烯火焰在低壓條件下略有不同，較低壓力下(如30 kPa)火焰出

3、現(xiàn)了抬舉。與高壓條件下的火焰不同的是，在本文中的火焰有兩個(gè)顯著的部分，一個(gè)是藍(lán)色的像氣球一樣的火焰，另一部分為黃色的明亮火焰。隨著壓力的降低，藍(lán)色火焰的高度逐漸增加，而黃色火焰的高度逐漸降低。丙烷火焰隨著壓力的降低，火焰的形狀從圓錐狀逐漸變得飽滿，趨于球體。低壓條件下火焰底部也出現(xiàn)了藍(lán)色的區(qū)域。
　　(2)在低壓實(shí)驗(yàn)艙內(nèi)進(jìn)行了一系列正庚烷池火研究。油盆尺寸從3cm到8cm，這一段區(qū)域的選取主要在熱傳導(dǎo)區(qū)間內(nèi)。在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中測(cè)量了失

4、重，使用水浴裝置防止燃料沸騰，并分析了壓力及水浴條件對(duì)正庚烷質(zhì)量燃燒速率的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)的長(zhǎng)度與壓力以及油盆尺寸成反比。同時(shí)，穩(wěn)定燃燒階段的平均質(zhì)量損失速率隨著壓力與油盆尺寸的增加而增加。
　　(3)低壓環(huán)境下的碳煙生成與高壓條件下有很大的不同。燃燒過(guò)程中，碳黑的生成有一個(gè)變化，當(dāng)燃燒未達(dá)到可燃物的煙點(diǎn)時(shí)，火焰中沒(méi)有碳黑釋放，而當(dāng)過(guò)煙點(diǎn)后，就能夠觀察到黑色的煙生成。為了乙炔的煙點(diǎn)與壓力的關(guān)系。研究時(shí)，壓力從45 kPa

5、到101kPa間隔5 kPa變化。在每個(gè)壓力條件下，找到乙炔燃料的煙點(diǎn)流量及火焰高度。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)乙炔煙點(diǎn)高度與壓力成冪指數(shù)關(guān)系，即Hsp∝ P0.y5，且煙點(diǎn)流量與壓力滿足msp∝P0.75。
　　(4)火焰中逐漸減少的明亮黃色部分暗示了碳黑在低壓條件下的生成降低。在這里利用了一種光學(xué)方法——激光誘導(dǎo)白熾光法，半定量的對(duì)火焰中的碳顆粒生成進(jìn)行了研究。這種方法可以得到不同壓力下的碳煙體積分?jǐn)?shù)的相對(duì)值，從而根據(jù)各壓力下的數(shù)值，得到壓力與