細(xì)水霧抑制熄滅氣體射流火焰的實驗研究.pdf

1、隨著我國城市化進程的不斷加快，人口密度在不斷增大，燃料消耗不斷增大，燃料結(jié)構(gòu)也發(fā)生了的變化，氣體燃料，如天然氣等己逐漸成為城市生活燃料的主體。但就在天然氣被廣泛的應(yīng)用同時，增加了天然氣泄漏及火災(zāi)、爆炸事故發(fā)生的危險性。細(xì)水霧滅火技術(shù)由于其滅火高效、對環(huán)境無污染、對現(xiàn)場人員和設(shè)備安全、用水量少等諸多優(yōu)點，近年來越來越受到人們的重視。但是以往的研究都主要關(guān)注于細(xì)水霧對固體和液體燃料的滅火效果，而對細(xì)水霧熄滅可燃?xì)怏w火災(zāi)的機理研究相對較少，將

2、細(xì)水霧直接應(yīng)用于熄滅可燃?xì)怏w射流火的實驗研究則更為罕見。因此，本文通過模擬實驗來研究細(xì)水霧抑制熄滅氣體射流火的有效性，深入探討細(xì)水霧滅氣體火災(zāi)的機理和影響因素。
　　 本文首先設(shè)計了非預(yù)混氣體射流火實驗臺，可模擬不同圓形噴嘴口徑和不同氣體流量的射流火焰，用于研究氣體射流火的火焰結(jié)構(gòu)和火焰熱輻射變化，并在此基礎(chǔ)上增加細(xì)水霧系統(tǒng)，進行開放空間內(nèi)細(xì)水霧抑制熄滅氣體射流火焰和受限空間內(nèi)細(xì)水霧與氣體射流火焰相互作用的研究。
　　

3、用噴嘴出口雷諾數(shù)將燃燒分為層流擴散階段、層流擴散向湍流擴散過渡階段和完全湍流擴散階段共三個階段，通過改變噴嘴口徑和氣體流量，獲得了射流火在不同階段的火焰形態(tài)特征。實驗中發(fā)現(xiàn)射流火自我吹熄時的氣體流量以及噴嘴出口雷諾數(shù)Re是隨噴嘴口徑大小遞增的，口徑較大噴嘴在流量較小時出現(xiàn)低頻焰脈動現(xiàn)象，有脈動火焰時的火焰高度和火焰輻射都與其它工況不同。實驗同時也分析了火焰高度隨氣體流量、噴嘴口徑以及噴嘴出口雷諾數(shù)的變化關(guān)系。
　　 本文分析了射

4、流火的火焰輻射強度與氣體流量以及噴嘴出口雷諾數(shù)之間存在的聯(lián)系。研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)射流火的火焰底部出現(xiàn)淡藍(lán)色并脫離噴嘴時，火焰輻射強度隨氣體流量增加的增長率會明顯降低，進而對火焰輻射強度非線性增長時的特點進行了分析，總結(jié)了火焰輻射強度大小變化的一般性規(guī)律，對有脈動火焰等現(xiàn)象時火焰輻射強度較強的原因也做了討論。
　　 開展了開放空間內(nèi)細(xì)水霧抑制熄滅非預(yù)混甲烷氣體射流火焰的模擬實驗，發(fā)現(xiàn)細(xì)水霧熄滅氣體射流火焰時有兩種不同的滅火過程并分析了兩種

5、過程的特點。嘗試用射流火的噴嘴出口雷諾數(shù)Re來劃分和判斷細(xì)水霧熄滅氣體射流火焰難易程度，發(fā)現(xiàn)處于完全湍流燃燒階段或近完全湍流燃燒階段的射流火焰最難滅。進而討論了細(xì)水霧滅開放空間內(nèi)氣體射流火焰的主要機理，發(fā)現(xiàn)細(xì)水霧作用于射流火焰的有效霧通量的吸熱功率大小直接決定了是否能滅火成功以及滅火的時間快慢。實驗進而分析了細(xì)水霧壓力的大小對滅氣體射流火焰的效率的影響，發(fā)現(xiàn)細(xì)水霧壓力大時的滅火效率明顯要高于壓力小的情況。通過改變不同細(xì)水霧噴射方式，發(fā)現(xiàn)