柴油池火燃燒特性及熱傳遞規(guī)律的實驗研究.pdf

1、油罐泄漏容易形成池火，其燃燒快，熱輻射強，極易蔓延至整個罐區(qū)，特別是有風(fēng)作用下的池火燃燒及熱傳遞規(guī)律更為復(fù)雜。因此，研究池火的燃燒及熱傳遞規(guī)律，對池火的控制和撲救有重大意義。
　　本文首先搭建了小尺寸的油池火燃燒實驗平臺，采用兩個直徑205mm、高20mm的不銹鋼圓盤進行縮尺寸油池火災(zāi)實驗，將輔以100ml水墊層的200ml的0#柴油作為燃燒火源，用5ml汽油點燃，另一裝有100ml柴油的相鄰油盤作為待引燃油盤，在不同的通風(fēng)條件及

2、環(huán)境溫度下進行燃燒和引燃實驗，通過對池火燃燒的質(zhì)量損失速率、溫度、火焰高度、熱輻射等參數(shù)的測定，采用實驗和理論分析相結(jié)合的方法開展柴油池火燃燒特性和熱傳遞規(guī)律的研究。
　　首先，調(diào)節(jié)風(fēng)機的頻率，分別在風(fēng)速0.2m/s、0.5m/s、1m/s以及無風(fēng)的密閉環(huán)境下進行燃燒和引燃實驗。研究得到，無風(fēng)情況下的池火由于氧氣的缺乏而不完全燃燒，質(zhì)量損失速率及溫度均出現(xiàn)先增大后降低的情況;通風(fēng)條件下，油池火燃燒的質(zhì)量損失速率隨著風(fēng)速的增大而增大

3、，火焰高度隨著風(fēng)速的增大而降低，火源側(cè)面測點獲得的熱輻射值隨著風(fēng)速的增大而增大。當(dāng)風(fēng)速從0.2m/s增大到0.5m/s時，池火的火焰溫度隨風(fēng)速增大而升高，當(dāng)風(fēng)速從0.5m/s增大到1m/s時，火焰的溫度隨風(fēng)速增大而降低。通過引燃實驗，得到了通風(fēng)對池火的熱傳遞規(guī)律的影響:同樣的環(huán)境溫度下，風(fēng)速越大，油池火引燃下風(fēng)向相鄰油盤的可能性越大、引燃的時間越早。
　　進一步地，分別在夏季(25℃)和冬季(9℃)不同的環(huán)境溫度下進行實驗。結(jié)果表

4、明，油池火的質(zhì)量損失速率隨著環(huán)境溫度的升高而增大;環(huán)境溫度越高，燃燒越劇烈，火焰高度越高，池火火焰的溫度及火源側(cè)面獲得的熱輻射值均隨著環(huán)境溫度的增大而增大。環(huán)境溫度越高，池火進入沸溢噴濺階段越快，使得燃燒油盤引燃臨近油盤的可能性增大。
　　當(dāng)環(huán)境溫度越低時，燃燒形成的熱壓越大，其與機械通風(fēng)耦合造成的燃燒現(xiàn)場風(fēng)流越紊亂，風(fēng)速波動越大。當(dāng)風(fēng)機頻率為27Hz時，環(huán)境溫度為9℃火災(zāi)現(xiàn)場的風(fēng)速波動幅度比環(huán)境溫度為25℃時更寬，波動頻率更大;

5、當(dāng)風(fēng)機頻率為45Hz時，不同環(huán)境溫度下火災(zāi)現(xiàn)場風(fēng)速的差值相對降低。
　　在熱壓和機械通風(fēng)耦合作用下，實驗研究得出直徑為205mm，高20mm的池火能夠被引燃的臨界溫度約為100℃，環(huán)境溫度為9℃時，引燃的臨界輻射熱累計值為392.634kJ/m2;環(huán)境溫度為25℃時，引燃油盤處的輻射熱累計值為583.915kJ/m2。但總的來說，通風(fēng)對池火熱傳遞及蔓延的影響比環(huán)境溫度的影響更為明顯，因此，對于多風(fēng)地區(qū)，油罐區(qū)的防火間距應(yīng)該進行性能