典型燃油在水平熱壁面上的著火機理研究.pdf

1、通過調研發(fā)現(xiàn),目前尚缺少對船舶機艙中泄漏燃油在熱壁上發(fā)生著火的系統(tǒng)研究.本文選取船舶常用柴油、正十六烷和正十二烷作為研究對象,通過實驗、理論分析和數(shù)值模擬對其泄漏到水平熱壁上后發(fā)生著火的規(guī)律進行研究,揭示其在水平熱壁上著火的基本機理.利用研制的熱壁實驗臺研究了-10＃柴油、正十六烷和正十二烷泄漏到熱壁上形成的油池或油膜發(fā)生著火的現(xiàn)象.分析比較了實驗熱壁與周圍氣體的不同傳熱方式;測定了水平熱壁垂直方向上的溫度分布,并用數(shù)值模擬的方法進行了

2、驗證;利用色質聯(lián)用的方法測定了不同溫度下-10＃柴油蒸汽組成的變化,分析了蒸汽可燃性與組成的關系.通過對熱壁上油池或油膜的沸騰傳熱和著火的分析,應用一般液體池內沸騰傳熱的研究結果,計算得到了正十六烷和正十二烷油池或油膜在不同沸騰模式下與熱壁之間的傳熱大小.根據相似分析結論得到了熱壁上蒸汽濃度分布的計算方法,進而得到根據熱壁溫度預測著火延遲期大小的數(shù)學模型.分別比較了固定油池或油膜、不斷擴展的油池和油滴形成的油膜這三種不同情況下燃油著火延

3、遲期與熱壁熱流密度的關系,驗證了本文提出的著火延遲期預測模型.其中,在對不斷擴展油池的分析中,發(fā)現(xiàn)了原有熱流密度計算方法的缺點,提出了新的計算方法.利用加速量熱儀研究了典型燃油的均勻燃油/空氣混合物的低溫反應,并根據實驗結果,通過模擬分析得到了計算熱壁上泄漏燃油蒸汽/空氣混合氣的化學反應速度所需的動力學參數(shù).利用大渦模型對熱壁上可燃蒸汽的運動與著火進行了數(shù)值模擬,其中燃燒模型選擇的是混合分數(shù)模型,并以最大反應速度大于或等于某個固定值作為