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细水雾与被障碍物遮挡的油池火作用的研究

作　者: 唐皓
导　师: 毕明树
学　校: 大连理工大学
专　业: 安全技术及工程
关键词: 障碍物大涡模拟细水雾油池火
分类号: TU892
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 90次
引　用: 2次
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内容摘要

随着经济的快速发展和科学技术的长足进步,对抑制火灾的方法提出了更高的要求。传统的哈龙系列灭火剂对大气臭氧层破坏严重,联合国环境保护公约明确对各国提出具体目标,在二十一世纪初卤代烷系列灭火剂应该被完全取代,因此既环保又高效的新的灭火剂已成为全球各国研究的焦点。细水雾作为一种新型、环保的灭火技术,既具有无环境污染,耗水量低,对保护对象破坏性小等特点,又具有气体灭火和水灭火的双重优点,因此,对于细水雾灭火技术的研究具有十分重要的意义。目前对于这方面的研究正在广泛的进行,但是对于有障碍物遮挡条件下的细水雾灭火技术的数值模拟方面的研究,内容还不够深入,还需要进一步的完善。本文主要工作如下:(1)本文对房间内细水雾与受障碍物遮挡的油池之间的相互作用进行了数值模拟分析,模拟软件选取的是计算流体动力学软件FDS(Fire Dynamics Simulator)。在湍流模型运用大涡模拟技术的基础上,燃烧反应采用混合分数模型。雾滴的辐射性质根据Mie理论计算而热烟气的辐射性质应用灰体辐射假设。数值方法根据有限差分法和交错网格系统对滤波后的控制方程进行离散化。时间变量为显示预测.修正格式,空间变量选择二阶有限差分格式。(2)对于着火房间中火源被障碍物完全遮挡的条件下,细水雾与火羽流的相互作用进行数值模拟,获得房间内的温度场、速度场。通过改变细水雾粒径尺寸、细水雾喷头操作压力以及喷头的喷射角度来分析灭火作用的效果,找出在该条件下灭火的规律性并讨论细水雾的灭火机理。(3)对于着火房间中火源被障碍物局部遮挡的条件下,细水雾与火羽流的相互作用进行数值模拟,局部遮挡条件分为油池偏离中心线位置与障碍物偏离中心线位置。在模拟的过程中,改变细水雾的雾滴粒径、细水雾喷头的操作压力以及乙醇油池的尺寸,考察不同的因素对于灭火效果的影响,研究了模拟结果并与火源被障碍物完全遮挡时的某些数据、图形对比分析,确定了在不同遮挡环境下,细水雾能够熄灭火焰的条件。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
引言  9-11
1 文献综述  11-29
  1.1 细水雾灭火技术的研究现状  11-19
    1.1.1 细水雾灭火技术的实验研究  11-15
    1.1.2 细水雾灭火技术的模拟研究  15-19
  1.2 细水雾介绍  19-22
    1.2.1 细水雾定义  19-20
    1.2.2 细水雾的表征特性参数  20-22
  1.3 细水雾灭火系统  22-23
    1.3.1 水雾灭火系统分类  22
    1.3.2 根据系统的应用类型分类  22-23
    1.3.3 根据喷嘴类型分类  23
    1.3.4 根据系统操作方式分类  23
    1.3.5 根据雾化介质分类  23
  1.4 细水雾灭火机理  23-25
    1.4.1 火灾的分类  23-24
    1.4.2 细水雾灭火机理  24-25
  1.5 灭火效果的影响因素  25-27
    1.5.1 水滴尺寸的分布  25-26
    1.5.2 通量密度  26
    1.5.3 喷雾动力  26
    1.5.4 喷嘴与火源相对位置  26
    1.5.5 细水雾喷嘴  26-27
    1.5.6 障碍物及通风情况  27
  1.6 本文研究目标及内容  27-29
2 模拟软件及数学模型  29-41
  2.1 大涡模拟简介  29
  2.2 FDS 火灾动力模拟简介  29-40
    2.2.1 FDS 模型的建立及常用命令  29-33
    2.2.2 数学模型  33-37
    2.2.3 模拟结果的处理  37-40
  2.3 本章小结  40-41
3 模型验证及网格独立性分析  41-52
  3.1 模型验证  41-46
    3.1.1 自由燃烧模拟的验证  41-43
    3.1.2 细水雾与火焰作用模拟验证  43-46
  3.2 模拟场景及网格配置  46-51
    3.2.1 着火房间设置  46
    3.2.2 火源设置  46-47
    3.2.3 FDS 数值模拟的网格配置  47-51
  3.3 本章小结  51-52
4 细水雾与被障碍物完全遮挡的火源作用的研究  52-69
  4.1 雾滴粒径对灭火效果的影响  52-56
  4.2 操作压力对灭火效果的影响  56-64
  4.3 喷雾角度对细水雾灭火的影响  64-67
  4.4 本章小结  67-69
5 细水雾与被障碍物局部遮挡的火源作用的研究  69-88
  5.1 无障碍物遮挡时的灭火情况  69-71
  5.2 粒径对灭火效果的影响  71-79
  5.3 操作压力对灭火效果的影响  79-83
  5.4 油池面积对灭火效果的影响  83-87
  5.5 本章小结  87-88
结论  88-90
参考文献  90-94
攻读硕士学位期间发表学术论文情况  94-95
致谢  95-96

细水雾与被障碍物遮挡的油池火作用的研究

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