細水霧與火羽流相互作用相關(guān)問題的模擬研究.pdf

1、尋找合適的鹵代烷替代物已經(jīng)成為國際火災(zāi)科學(xué)研究的當(dāng)務(wù)之急，細水霧以其高效、穩(wěn)定、成本低、易于得到及對環(huán)境友好等特點，成為當(dāng)前國際火災(zāi)科學(xué)前沿研究的熱點之一。開展細水霧與火羽流相互作用過程的模擬研究能夠深化認(rèn)識細水霧滅火機理，為細水霧系統(tǒng)的設(shè)計提供參考指導(dǎo)。 首先，本文利用模擬實驗的方法，對細水霧強化火焰燃燒的過程進行了研究。細水霧的施加會強化煤油、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)，這是造成燃燒加強的主要原因之一。 接著，為深化認(rèn)識細水霧強化火焰燃燒的機理，利用高速攝像技術(shù)對液滴與熱燃料表面相互作用的動力學(xué)過程進行了研究。結(jié)果表明，當(dāng)燃料溫度低于水的臨界爆炸溫度時，液滴進入酒精燃料之后，與周圍的酒精融合并擴散到燃料內(nèi)部，同時酒精表面有混合物錐體產(chǎn)生并破碎為幾個小液滴；進入煤油燃料時，水滴穿透漩渦進入燃料內(nèi)部，煤油表面有油柱產(chǎn)生并破碎為細小的油滴，這些油滴在油面會發(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，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)生蒸汽爆炸的時間越來越短，蒸汽爆炸會加速燃料飛濺與蒸發(fā)。實驗過程中我們測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)值模擬方法來研究細水霧與火羽流相互作用的過程。數(shù)值模擬的結(jié)果顯示細水霧施加后，水霧與火羽流之間會形成