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通风条件航空煤油池火燃烧特性的研究

作　者: 童琳
导　师: 张瑞芳；谢启源
学　校: 中国科学技术大学
专　业: 安全技术及工程
关键词: 航空煤油 热释放速率 燃烧速率 油池火 风速
分类号: X932
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


燃油是易燃易爆的危险品。在石油、化工等行业的生产过程以及飞机、船舶等交通运输过程中,燃油泄漏引发火灾是比较常见的事故类型之一。作为军事、化工、交通等领域广泛应用的燃料,航空煤油燃烧具有燃烧速度快、火势凶猛、辐射热强等特点,火灾危害性极大,常造成重大经济损失和惨重人员伤亡。典型的燃油泄漏火灾多是有风条件下的液态池火燃烧。因此,开展通风条件航空煤油池火燃烧特性的研究,有着重要的意义。本文在ISO 9705标准燃烧室的基础上,搭建了有风条件池火实验平台,通过实验手段分别研究了不同尺寸正方形、长方形和圆形航空煤油池火的燃烧特性。针对正方形池火,分析了热释放速率峰值、热释放速率峰值来临时间与风速的关系。结果表明,无风条件下正方形油盘的池火燃烧速率随油池尺寸的增大而增大,实验所得燃烧速率与前人的预测值存在差别,差值随油盘直径增大而减小。在实验风速范围内,不同尺寸的油池火燃烧速率随风速的增加而单调递增,对实验数据进行拟合,结果表明, m w′′indy ms′′t ill与v D之间存在着线性关系,与前人的研究结论一致。针对面积相同的长方形航空煤油池火,为方便描述不同长宽比和放置方式的油盘受风速的影响,定义了放置因子α。研究发现,α对热释放速率峰值等燃烧特性参数有明显的影响。α≥1.77时,热释放速率峰值来临时间随风速增加,先增后减;α≤1时,则随风速而单调性减小。随着α减小,CO浓度峰值与生成速率峰值、CO2浓度峰值与生成速率峰值均有增大的趋势,并且上述各参数随风速变化的规律趋于一致。α对燃烧速率没有明显的影响。在圆形航空煤油池火的研究中,测量了热释放速率、燃烧速率、比消光系数、毒性气体浓度、毒性气体生成速率等燃烧特性参数,提出热释放速率峰值、CO2浓度、CO2生成速率与风速的关系式,比消光系数与热释放速率峰值的经验关系式。同时,还分别分析了在不同的燃烧阶段,气体浓度及生成速率与热释放速率的变化关系。本文的研究,为航空煤油燃烧特性增添了实验数据,有利于更好、更全面地掌握航空煤油火灾的特性,并为这类火灾的防治与扑救打好一定的基础。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-7
目录  7-9
第一章绪论  9-15
  1.1 研究背景  9
  1.2 研究现状  9-12
    1.2.1 航空煤油研究现状  10
    1.2.2 池火热释放速率研究现状  10-11
    1.2.3 池火燃烧速率研究现状  11-12
    1.2.4 研究现状小结  12
  1.3 研究内容  12-13
  1.4 本文章节安排  13-15
第二章 正方形池火燃烧特性  15-23
  2.1 实验部分  15-16
  2.2 热释放速率结果分析  16-19
  2.3 燃烧速率结果分析  19-22
    2.3.1 无风条件的燃烧速率  19-21
    2.3.2 风速对燃烧速率的影响  21-22
  2.4 本章小结  22-23
第三章 长方形池火燃烧特性  23-40
  3.1 实验部分  23-24
  3.2 热释放速率结果分析  24-29
    3.2.1 热释放速率峰值  26-27
    3.2.2 热释放速率峰值来临时间  27-29
  3.3 燃烧速率结果分析  29
  3.4 比消光系数结果分析  29-32
  3.5 毒性气体结果分析  32-37
  3.6 气体生成速率结果分析  37-39
  3.7 本章小结  39-40
第四章圆形池火燃烧特性  40-67
  4.1 实验部分  40-41
  4.2 热释放速率结果分析  41-44
  4.3 燃烧速率结果分析  44-47
    4.3.1 无风条件的燃烧速率  44-45
    4.3.2 风速对燃烧速率的影响  45-47
  4.4 羽流温度结果分析  47-50
  4.5 燃烧室内温度结果分析  50-53
  4.6 比消光系数结果分析  53-55
  4.7 毒性气体浓度结果分析  55-57
  4.8 气体生成速率结果分析  57-61
  4.9 分析与讨论  61-65
    4.9.1 热释放速率与风速  61
    4.9.2 CO_2浓度与风速  61-62
    4.9.3 CO_2生成速率与风速  62-63
    4.9.4 热释放速率与比消光系数  63-64
    4.9.5 气体浓度与热释放速率  64-65
  4.10 本章小结  65-67
第五章 结论与展望  67-69
  5.1 主要结论  67-68
  5.2 主要成果及创新点  68
  5.3 工作展望  68-69
攻读学位期间发表的论文  69

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中图分类: > 环境科学、安全科学 > 安全科学 > 安全工程 > 爆炸安全与防火、防爆
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