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外界辐射对浸没在多孔介质中液体燃料燃烧特性的实验研究

作　者: 陈晓婷
导　师: 孔文俊
学　校: 中国科学院研究生院（工程热物理研究所）
专　业: 环境工程
关键词: 液体燃料多孔介质燃烧特性非传播扩散火焰传播扩散火焰
分类号: TK16
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要

研究外界辐射对浸没在多孔介质中液体燃料燃烧特性的影响，对认识燃烧基本规律，发展燃烧学基本理论具有重要的理论和实际意义。浸没在多孔介质中的液体燃料燃烧是一类特殊的液体燃料燃烧现象，经常出现在由于管路、事故性溢出或者其他原因造成的燃油泄漏场合。泄漏的燃料很容易流入土壤或者其他多孔渗漏性介质内，此时如果有外热源存在，且外热源与泄漏燃料靠得足够近，就有可能将燃料引燃，导致火焰沿土壤或者多孔介质表面传播。如果不了解这种火焰的特性就无法控制火焰的传播，因而有可能造成生命财产的重大损失。因此，深入细致地研究浸没在多孔介质中的液体燃料的燃烧特性对于火灾的预防和扑灭有重要意义。本论文在国家自然科学基金的资助下，研究了外界辐射对浸没在多孔介质中液体燃料燃烧特性的影响，并对实验结果进行了分析。论文第一章对本课题的背景意义及浸没在多孔介质中液体燃料燃烧特性的研究的国内外研究现状进行了综述，提出了本论文的研究方向。论文第二章对实验系统进行了介绍，对实验操作及方法，燃烧器设计，温度测量原理，辐射原理等进行了简要分析。论文第三章对外界辐射对浸没在多孔介质中液体燃料燃烧特性进行了实验分析，第一节对不同外界辐射通量对浸没在多孔介质中液体燃料燃烧特性的影响进行了实验研究，着重研究了乙醇浸没在沙床中的燃烧现象以及床层温度变化规律。第二节采用了一种典型的辐射通量对乙醇浸没在不同的多孔介质中的燃烧特性进行了研究，主要分为两部分，第一部分分别采用钢珠，沙子，沸石等不同的多孔介质，研究多孔介质特性对浸没在其中的液体燃料的燃烧特性的影响。第二部分研究同一多孔介质中不同粒径的多孔介质对浸没在其中的液体燃料燃烧特性的影响，实验中采用沙床，其粒径分别为0.9mm，1.8mm，2.3mm，对床层温度，燃料消耗量，蒸汽区移动速度，燃烧持续时间等燃烧特性进行了分析，通过实验得出粒径对燃料消耗量的影响。第三节研究了相同辐射通量燃料特性对浸没在同种多孔介质中的燃烧特性，采用了甲醇、乙醇和丙醇三种醇类燃料，对床层温度，燃料消耗量，蒸汽区移动速度，燃烧持续时间等燃烧特性进行了分析。第四节对沿液体燃料浸没的多孔介质传播的燃烧特性进行了简单分析。第四章对全文进行了总结，并对下一步工作提出了建议。

全文目录

摘要  4-6
ABSTRACT  6-10
第一章绪论  10-23
  第一节课题背景及意义  10-12
  第二节浸没在多孔介质中液体燃料燃烧特性的研究概述  12-21
    1.2.1 固体燃料表面的火焰传播特性研究  12-13
    1.2.2 液体燃料上的火焰传播研究  13
    1.2.3 浸没在多孔介质中液体燃料燃烧特性的实验研究  13-16
    1.2.4 控制机理的分析  16-21
  第三节本章小结及本论文研究方向  21-23
第二章实验系统介绍  23-32
  第一节实验总系统介绍  23-25
  第二节燃烧器介绍  25-27
  第三节温度测量方法及辐射原理  27-30
  第四节实验方法  30-32
第三章外界热辐射对浸没在多孔介质中液体燃料燃烧特性的影响  32-74
  第一节不同辐射通量对浸没在多孔介质中液体燃料燃烧特性的实验研究  33-42
    3.1.1 燃烧现象  33-34
    3.1.2 床层温度分布  34-38
    3.1.3 燃烧持续时间以及燃料消耗率  38-40
    3.1.4 蒸汽区移动速度  40-41
    3.1.5 汽液分界面的位置  41-42
  第二节相同辐射通量加热环境下多孔介质特性对浸没在相同液体燃料的燃烧特性的影响  42-59
    3.2.1 不同导热系数的多孔介质的影响  42-52
    3.2.2 不同粒径多孔介质的影响  52-59
  第三节相同辐射通量下燃料特性对浸没在多孔介质中的液体燃料燃烧特性的影响  59-69
    3.3.1 燃烧现象  60
    3.3.2 床层温度变化  60-62
    3.3.3 燃烧过程中的燃料消耗量及燃料消耗率  62-63
    3.3.4 蒸汽区移动速度及气液分界面位置  63-65
    3.3.5 火焰温度变化  65-69
  第四节沿液体燃料浸没的多孔介质表面传播的燃烧特性影响的实验研究  69-74
    3.4.1 燃烧现象  69-70
    3.4.2 火焰传播速率  70-71
    3.4.3 床层温度分布  71-74
第四章结论与建议  74-77
  一、不同辐射通量对浸没在多孔介质中液体燃料燃烧特性的影响  74
  二、相同辐射通量下多孔介质特性对浸没在相同液体燃料的燃烧特性的影响  74-75
  三、相同辐射通量下燃料特性对浸没在多孔介质中的液体燃料燃烧特性的影响  75
  四、沿液体燃料浸没的多孔介质表面传播的燃烧特性的实验研究  75
  今后工作建议  75-77
参考文献  77-82
致谢  82

外界辐射对浸没在多孔介质中液体燃料燃烧特性的实验研究

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