細(xì)水霧與火羽流相互作用相關(guān)問(wèn)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(guó)際火災(zāi)科學(xué)研究的當(dāng)務(wù)之急，細(xì)水霧以其高效、穩(wěn)定、成本低、易于得到及對(duì)環(huán)境友好等特點(diǎn)，成為當(dāng)前國(guó)際火災(zāi)科學(xué)前沿研究的熱點(diǎn)之一。開(kāi)展細(xì)水霧與火羽流相互作用過(guò)程的模擬研究能夠深化認(rèn)識(shí)細(xì)水霧滅火機(jī)理，為細(xì)水霧系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供參考指導(dǎo)。 首先，本文利用模擬實(shí)驗(yàn)的方法，對(duì)細(xì)水霧強(qiáng)化火焰燃燒的過(guò)程進(jìn)行了研究。細(xì)水霧的施加會(huì)強(qiáng)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(qiáng)的主要原因之一。 接著，為深化認(rèn)識(shí)細(xì)水霧強(qiáng)化火焰燃燒的機(jī)理，利用高速攝像技術(shù)對(duì)液滴與熱燃料表面相互作用的動(dòng)力學(xué)過(guò)程進(jìn)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(shí)，液滴進(jìn)入酒精燃料之后，與周?chē)木凭诤喜U(kuò)散到燃料內(nèi)部，同時(shí)酒精表面有混合物錐體產(chǎn)生并破碎為幾個(gè)小液滴；進(jìn)入煤油燃料時(shí)，水滴穿透漩渦進(jìn)入燃料內(nèi)部，煤油表面有油柱產(chǎn)生并破碎為細(xì)小的油滴，這些油滴在油面會(huì)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(wú)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(shí)，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(shí)間越來(lái)越短，蒸汽爆炸會(huì)加速燃料飛濺與蒸發(fā)。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中我們測(cè)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(lái)研究細(xì)水霧與火羽流相互作用的過(guò)程。數(shù)值模擬的結(jié)果顯示細(xì)水霧施加后，水霧與火羽流之間會(huì)形成