燃氣火災(zāi)蔓延過程中的火焰?zhèn)鞑C理.pdf

1、　　火災(zāi)科學作為一門新興的學科受到了世界各國的極大關(guān)注和廣泛研究，特別是火災(zāi)研究中的湍流問題一直是困擾火災(zāi)科學研究的難題。湍流火焰的火焰結(jié)構(gòu)以及蔓延機理一直是各國學者研究的重點。
　　本文通過對湍流火焰前鋒結(jié)構(gòu)分析，發(fā)現(xiàn)隨著管徑減小，預(yù)熱區(qū)與反應(yīng)區(qū)的厚度均增大，且火焰位移速度增加。通過對時間步長與空間步長的分析發(fā)現(xiàn)，最適時間步長=網(wǎng)格尺寸/特征速度。計算網(wǎng)格尺寸越小，計算所得火焰面褶皺程度越強，火焰前鋒厚度越小，位移速度越大。當

2、數(shù)值模擬采用的時間步長未達到最適時間步長時，減小時間步長與減小計算網(wǎng)格尺寸對數(shù)值計算結(jié)果的影響相同。
　　通過對自適應(yīng)網(wǎng)格計算結(jié)果的分析發(fā)現(xiàn)，自適應(yīng)網(wǎng)格能夠減小火焰面處網(wǎng)格尺寸，隨著網(wǎng)格尺寸的減小，計算所得的火焰位移速度增加，火焰面厚度變薄，溫度梯度增加，計算結(jié)果更接近真實火焰蔓延結(jié)果。數(shù)值模擬過程采用自適應(yīng)網(wǎng)格可以節(jié)省計算機資源，提高計算效率。
　　通過對箱體內(nèi)的燃燒實驗結(jié)果分析發(fā)現(xiàn)，窗口開度越小，最佳濃度位置越接近箱

3、體頂部，初始燃燒渦團越靠近箱體頂部，箱體內(nèi)燃燒持續(xù)時間越長。燃氣發(fā)生泄露后，燃燒均經(jīng)歷點火期、發(fā)展期、劇烈燃燒、燃燒減弱、回燃、熄火六個階段。隨著燃氣泄露速度的增大，箱體內(nèi)的燃氣總量增加，氣流擾動加強，燃燒劇烈程度加大，火焰回燃現(xiàn)象越明顯。
　　通過對箱體內(nèi)燃氣泄露并引發(fā)火災(zāi)的數(shù)值模擬分析發(fā)現(xiàn)，箱體內(nèi)數(shù)值模擬過程計算時間步長采用1ms進行數(shù)值計算最合適。分析發(fā)現(xiàn)：箱體窗口開度、箱體空間大小與燃氣泄露速度對火焰面形狀沒有影響；燃燒