基于火焰尺寸特征的熱釋放速率估測研究.pdf

1、熱釋放速率是指單位時間內(nèi)燃料釋放的熱量，是衡量燃料綜合火災性能和火災危害性的一個重要參數(shù)。目前熱釋放速率主要通過實驗測量，無法在火災現(xiàn)場應用。研究基于火焰尺寸特征的熱釋放速率估測模型能夠為火災現(xiàn)場的熱釋放速率實時估測提供理論依據(jù)，進而為火災遠程監(jiān)控、疏散和消防指揮提供重要參考。
　　 進行了熱釋放速率測量及火焰視頻拍攝實驗。利用ISO9705大尺寸熱釋放速率測量實驗臺測量典型氣體火、液體火、固體火的熱釋放速率，在此基礎(chǔ)上搭建火焰

2、拍攝裝置，采用兩部CCD攝像儀從相互垂直的兩個角度拍攝火焰視頻。
　　 研究了火焰區(qū)域提取方法，為火焰體積及表面積計算奠定基礎(chǔ)。采用MicrosoRVisualC++和Matlab自編程序處理火焰視頻和圖像，研究了灰度閾值法及灰度閾值選取對火焰區(qū)域提取的影響，進而探索了RGB單通道閾值法的可行性及火焰區(qū)域提取效果，在此基礎(chǔ)上設(shè)計了RGB閾值法&幀差法，結(jié)果表明，此法結(jié)合了RGB閾值法與幀差法的優(yōu)點，既能充分利用火焰的顏色特征提取

3、火焰內(nèi)部區(qū)域，又可準確提取火焰邊緣區(qū)域，是一種準確有效的火焰區(qū)域提取方法。
　　 研究了火焰體積與表面積計算方法，為基于火焰尺寸特征的熱釋放速率估測模型研究奠定基礎(chǔ)?；凇皥A柱體法”思想設(shè)計出軸對稱火焰的火焰體積和表面積計算公式，并在此基礎(chǔ)上發(fā)展出適用于非軸對稱火焰的“圓柱體一多角度幾何平均值法”火焰體積和表面積計算方法。采用MicrosoftVisualC++和Matlab自編程序，研究了火焰區(qū)域提取方法對火焰體積與表面積計算

4、的影響，結(jié)果表明，RGB閾值法&幀差法是最佳火焰區(qū)域提取方法。以正方形和長方形底面柴油池火為例，采用RGB閾值法&幀差法提取火焰區(qū)域，進而采用“圓柱體—多角度幾何平均值法”計算火焰體積與表面積，結(jié)果表明，“圓柱體—多角度幾何平均值法”可以簡便有效地計算湍流非軸對稱火焰的火焰體積和表面積。
　　 研究了基于火焰體積與表面積的熱釋放速率估測模型。對典型氣體火、液體火、固體火的熱釋放速率實驗測量值和火焰體積與表面積進行定性和定量分析，