低压条件下的典型可燃物燃烧特性的实验研究-安全科学与工程专业毕业论文.docx

摘要
摘要
人类的发展带来的是向更广阔的空间发展与活动。在此背景下,低气压环境下与人类相关的事件就成为了一个关注的重点,也使得研究低气压条件下的火灾特性变得尤为重要。
前面已有许多学者对一系列的火灾燃烧现象进行了研究与分析,他们的研究指出,影响不同压力条件下的主要因素为空气的密度(氧气分压)的不同。这一变化导致了低压条件下燃料的燃烧特性与常压条件下有较大地不同。
受条件的限制,本文在研究典型可燃物燃烧特性过程中,设计了低气压舱室模拟高原低压环境。考虑到液体可燃物的尺寸与气体可燃物的尺寸,本文利用了两个不同的低压舱室。主要从燃料燃烧的火焰形态、质量燃烧速率及碳烟特性三大部分进行研究,如下:
(1)在低压舱中进行了不同低气压环境下不同尺寸的正庚烷油池火。在实验的过程中发现了一些新的现象,如较低压力下出现的稳定火焰。相同尺寸的火焰高度随着压力的增加而增高。压力越低,火焰越圆。不同流速比条件下的乙烯火焰在低压条件下略有不同,较低压力下(如30 kPa)火焰出现了抬举。与高压条件下的火焰不同的是,在本文中的火焰有两个显著的部分,一个是蓝色的像气球一样的火焰,另一部分为黄色的明亮火焰。随着压力的降低,蓝色火焰的高度逐渐增加,而黄色火焰的高度逐渐降低。丙烷火焰随着压力的降低,火焰的形状从圆锥状逐渐变得饱满,趋于球体。低压条件下火焰底部也出现了蓝色的区域。(2)在低压实验舱内进行了一系列正庚烷池火研究。油盆尺寸从3cm到 8cm,这一段区域的选取主要在热传导区间内。在实验的过程中测量了失重,使用水浴装置防止燃料沸腾,并分析了压力及水浴条件对正庚烷质量燃烧速率的影响。实验结果表明,准稳态的长度与压力以及油盆尺寸成反比。同时,稳定燃烧
阶段的平均质量损失速率随着压力与油盆尺寸的增加而增加。(3)低压环境下的碳烟生成与高压条件下有很大的不同。燃烧过程中,碳
黑的生成有一个变化,当燃烧未达到可燃物的烟点时,火焰中没有碳黑释放,而当过烟点后,就能够观察到黑色的烟生成。为了乙炔的烟点与压力的关系。研究时,压力从45 kPa到101 kPa间隔5 kPa变化。在每个压力条件下,找到乙炔燃料的烟点流量及火焰高度。实验发现乙炔烟点高度与压力成幂指数关系,.p075,且烟点流量与压力满足m邬ocpo’75。
r4)火焰中逐渐减少的明亮黄色部分暗示了碳黑在低压条件下的生成降低。在这里利用了一种光学方法一一激光诱导白炽光法,半定量的对火焰中的碳颗粒
万方数据
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生成进行了研究。这种方法可以得到不同压力下的碳烟体积分数的相对值,从而根据各压力下的数值,得到压力与碳烟体积分数的一个幂指数关系。在本文中所进行的实验,,。此外,激光诱导白炽光法同时可以用来监测燃料烟点前后的状态。
本文实验获得的数据相对有限,有待进一步设计实验并验证。同时,本文中激光诊断方法仅用来研究含碳数较少的气体燃料,下一步可以利用激光诊断方法研究更多种类的液体燃料的碳颗粒生成规律,并对激光诊断方法进行进一步优化。
关键词:油池火,伴流扩散射流火焰,质量燃烧速率,火焰形态,激光诱导白炽光法,碳颗粒体积分数,烟点
万方数据
Abstract
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The development of human technologies leads people to working and living in a broader ’S known that people are moving their work and living space towards high altitude this condition,the low atmospheric pressure related events have
e one of the also makes the study of the缶e characteristics under
low pressure conditions particularly important.
There have been a series of bustion phenomena studied and analyzed by many found out the major factors under low pressure condition is the differences of the density of air(oxygen partial pressure).This leads to the bustion charac