細水霧與火羽流相互作用相關(guān)問題的模擬研究.pdf

1、尋找合適的鹵代烷替代物已經(jīng)成為國際火災(zāi)科學(xué)研究的當(dāng)務(wù)之急，細水霧以其高效、穩(wěn)定、成本低、易于得到及對環(huán)境友好等特點，成為當(dāng)前國際火災(zāi)科學(xué)前沿研究的熱點之一。開展細水霧與火羽流相互作用過程的模擬研究能夠深化認識細水霧滅火機理，為細水霧系統(tǒng)的設(shè)計提供參考指導(dǎo)。 首先，本文利用模擬實驗的方法，對細水霧強化火焰燃燒的過程進行了研究。細水霧的施加會強化煤油、酥油火焰燃燒。部分霧滴穿透羽流區(qū)撞擊高溫燃料表面導(dǎo)致燃料內(nèi)部與表面不穩(wěn)定，從而加速

2、燃料飛濺與蒸發(fā)，這是造成燃燒加強的主要原因之一。 接著，為深化認識細水霧強化火焰燃燒的機理，利用高速攝像技術(shù)對液滴與熱燃料表面相互作用的動力學(xué)過程進行了研究。結(jié)果表明，當(dāng)燃料溫度低于水的臨界爆炸溫度時，液滴進入酒精燃料之后，與周圍的酒精融合并擴散到燃料內(nèi)部，同時酒精表面有混合物錐體產(chǎn)生并破碎為幾個小液滴；進入煤油燃料時，水滴穿透漩渦進入燃料內(nèi)部，煤油表面有油柱產(chǎn)生并破碎為細小的油滴，這些油滴在油面會發(fā)生多次反彈；水滴直接穿透漩渦

3、沉入酥油內(nèi)部，酥油表面無油柱產(chǎn)生。We數(shù)越大油柱破碎后液滴反彈的高度就越高。當(dāng)燃料溫度高于水的臨界爆炸溫度時，液滴撞擊燃料后使得燃料內(nèi)部與表面都不穩(wěn)定，燃料發(fā)生飛濺。隨著溫度的升高發(fā)生蒸汽爆炸的時間越來越短，蒸汽爆炸會加速燃料飛濺與蒸發(fā)。實驗過程中我們測量到的水的臨界爆炸溫度約為220℃。 最后，介紹了一種基于FLUNET軟件的數(shù)值模擬方法來研究細水霧與火羽流相互作用的過程。數(shù)值模擬的結(jié)果顯示細水霧施加后，水霧與火羽流之間會形成