外界風下低動量湍流射流擴散火焰圖像特征與燃燒特性.pdf

1、能源、石化產(chǎn)業(yè)的快速興起，使得燃氣管道遍及城市各個角落;這些管道在給人類帶來便利的同時，也增加了氣體泄漏及火災、爆炸事故發(fā)生的危險性。燃氣管道一旦泄漏并發(fā)生火災，將會威脅到周邊的人員安全和造成重大的財產(chǎn)損失。管道發(fā)生失效泄漏時，會形成氣體射流;如果在泄漏口處被點火源點燃，則將形成氣體射流火焰;而這些火焰的燃燒基本是在外界通風條件下進行的，其行為與靜止空氣下的燃燒有較大的差異。因此研究外界風作用下氣體射流火燃燒參量的變化，如火焰形態(tài)、火焰

2、脈動頻率、輻射強度等，將為火災探測報警、火災撲救提供有力的實驗及理論依據(jù)支持。
　　因此，本文一方面結合相關基礎理論，建立射流擴散火焰圖像特征和燃燒特性與外界風速、氣體射流出口速度（燃料質(zhì)量流量）間的理論關系式;另一方面，選取典型燃料丙烷為對象，以大型燃燒風洞為平臺開展一系列實驗，研究外界風下丙烷湍流擴散火焰圖像特征和燃燒特性的變化趨勢。
　　火焰圖像特征包括火焰形態(tài)、火焰長度、火焰傾斜角度與脈動頻率。將火焰形態(tài)分為Non-

3、lifted flame和Lifted flame兩大類;Non-lifted flame主要依據(jù)射流出口速度和外界風速兩者的動量通量比進行細分;而Lifted flame的出現(xiàn)條件，與外界風速和射流出口速度有關，且射流出口速度起主導作用?；鹧骈L度與火焰傾斜角度的變化主要由燃料射流出口速度和外界風速兩者共同作用的結果;在所研究的風速范圍內(nèi)，外界風對火焰具有拉長作用，風速越大，火焰長度增加，火焰傾斜越明顯，火焰傾斜角度越大。在現(xiàn)有的關于火

4、焰長度的模型上，發(fā)展出無量綱火焰長度與外界風速、射流出口速度之間的關系;運用類比思想，通過引入弗勞德數(shù)，定性建立了火焰傾斜角的關系。外界風條件下，橫向風速會對火焰流場結構產(chǎn)生影響，使得脈動現(xiàn)象變得更加復雜。
　　從火焰輻射和火焰溫度出發(fā)，研究火焰燃燒特性。實驗研究了外界風下不同位置處火焰輻射通量的變化;探討了外界風下火焰輻射分數(shù)測量模型公式;通過對火焰形狀及火焰輻射進行相關假設，結合前人研究基礎，建立了外界風速、燃料質(zhì)量流量與火焰