风速对航空煤油池火热释放速率的影响
细水雾对油池火热释放速率影响的初步研究
细水雾对油池火热释放速率影响的初步研究《细水雾对油池火热释放速率影响的初步研究》为标题，写一篇3000字的中文文章>
近年来，随着油池火热释放在石油和天然气行业中的不断增加，它的影响日益受到人们的关注。
有关科学家发现，细水雾可以大大影响油池火热释放的速率，因此，关注细水雾对油池火热释放速率的影响成为一个重要的研究课题。
本文旨在探讨细水雾对油池火热释放速率影响及其未来方向。
首先，本文概述了油池火热释放的概念及其造成的影响，指出油池火热释放可能导致温室气体排放、环境污染、能源浪费等问题，强调了改善这种影响的必要性。
其次，本文对细水雾进行了简要介绍，并讨论了它对油池火热释放速率的影响。
在这一部分，研究结果表明，细水雾可以缓解油池火热释放的影响，降低热辐射的强度，降低油池外面的热释放速率，减少油池火热释放对环境的影响。
最后，本文对细水雾对油池火热释放速率影响的研究进行了总结和展望。
研究表明，细水雾可以有效减少油池火热释放的影响，但存在一定的局限性。
因此，未来的研究应该详细探究细水雾对油池火热释放的影响，以及如何改善这种影响的可能方法。
同时，研究人员也应该更加重视油池火热释放的影响，并对其进行全方位的实验研究，以便更好地应对油池火热释放带来的影响。
综上，本文主要探讨了细水雾对油池火热释放速率影响的情况，旨在改善油池火热释放对环境的影响。
今后，研究人员应坚持以科学
的态度进行实验研究，更好的改善油池火热释放的影响，给人类带来更多的好处。
有风条件下航空煤油池火燃烧特性的实验研究
为 ０ ０ ｍ， ． ５ 燃料 为航 空 煤 油 。实 验 时 油盘 放 在 电子
作者简介 ： 童琳 （９ ６ ，男 ， １ ８一） 安徽合肥人 ，中国科学技术 大学火灾பைடு நூலகம்学 国家重点实验 室硕士研究 生 ， 研究 方向为建筑火 灾特
递 增 。对 不 同尺 寸 油 池 火 的 热释 放 速 率峰 值 随 风 速 的 变 化规 律 作 了讨 论 。
关键 词 ： 空煤 油 ； 航 热释 放 速 率 ； 烧 速 率 ； 燃 油池 火 ； 速 风 中 图分 类 号 ： ９ Ｘ３ 文献标识码 ： Ａ
Ｏ 引言
在 石油 、 化工 等行 业 的生 产过 程 以及 飞机 、 舶 船 等交通运 输过 程 中 ， 动力 部 件 区域 的燃 油泄 漏 引 发 火 灾是经 常发 生 的一种安 全 事故 ［ 。典 型 的燃 油 泄 １ ］ 漏 火灾是 一种 有风 条件 下 的液态池 火燃 烧 。针对 油 池火 的燃 烧特征 ， 人用 乙醇 、 油 、 空 煤 油 等燃 前 汽 航 料 为对象 ， 进行 了一 些研 究 。Ｃ ａｒ ｈ ｔ ｓ等人 ｌ 得 到 了 ｉ ２ ］ 汽油、 柴油 池火 的燃 烧速 率 和油 池 直径 的关 系 。Ａ．
性 的 实验 与模 拟 。 通讯作者 ： 张瑞 芳 ， 教 授 ， 士生 导师 ，－ ｉ ｚａ ｇｆ Ｕ ｔ ｅｕ ｃ 副 硕 Ｅ ｍａ ：ｈｎ ｒ＠ ｓｃ ｄ ．ｎ ｌ ．
１４ ２
火 灾科 学
Ｆ Ｒ ＡＦ ＴＹ Ｓ Ｉ ＮＣ ＩＥ Ｓ Ｅ ＣＥ Ｅ
第 １ 卷第 ３ ９ 期
天平上 ， 以记 录 航 空煤 油质 量 的减 少 。实 验 时 的 用 风 由变频风机产 生 ， 风机末端 安装有 均流段 ， 使气流
NFPA69《抑爆系统标准》
（2）高度一定时 ，油池火的温度以及火焰产生的热辐 射随着油盘直径的增加而增大。
（3）油盘直径一定时 ，油池火的温度随着高度的增加 而增加 ，但热辐射随高度的增加呈递减的趋势。
（4）实验发现 ，当油盘尺寸足够大时（900 mm），在火 焰 内 部 中 心 最 低 处 存 在 热 辐 射 接 近 为 零 的“辐 射 死 区”。 从传热学的角度考虑 ，在近地面处火焰中心内部由于燃烧 氧气消耗尽 ，内部空气稀薄 ，接近真空状态。热辐射值近 似为零。
术,2017，36(10):1346-1348. [9] 童琳,张瑞芳,谢启源,等. 有风条件下航空煤油池火燃烧特性的实验
研究[J]. 火灾科学,2010,19(3):123-130.
Study on the critical parameters of oil pool fire with different sizes
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有风条件下航空煤油池火燃烧特性的实验研究
有风条件下航空煤油池火燃烧特性的实验研究童琳;张瑞芳;谢启源;黄冬梅;李立明【摘要】在全尺寸热释放速率实验台的基础上,搭建有风条件池火实验平台,开展了不同风速条件下的航空煤油池火燃烧实验,实验所用正方形油盘的边长分别为0.2m、0.3m和0.4m,风速范围为0 m·s-1至4.99 m·s-1.实验结果表明,风速为0m·s-1时航空煤油池火的燃烧速率随油盘尺寸增大而单调递增,实验值与理论值的差距随风速增大而减小.实验所得"windy/"still与v/D呈线性关系,与前人结论一致,但实验所得参数与前人值不同.同尺寸油盘池火的热释放速率峰值来临时间随风速增大有减小的趋势;不同尺寸油池火的燃烧速率随风速增加而单调递增.对不同尺寸油池火的热释放速率峰值随风速的变化规律作了讨论.【期刊名称】《火灾科学》【年(卷),期】2010(019)003【总页数】8页(P123-130)【关键词】航空煤油;热释放速率;燃烧速率;油池火;风速【作者】童琳;张瑞芳;谢启源;黄冬梅;李立明【作者单位】中国科学技术大学,火灾科学国家重点实验室,安徽,合肥,2300026;中国科学技术大学,火灾科学国家重点实验室,安徽,合肥,2300026;中国科学技术大学,火灾科学国家重点实验室,安徽,合肥,2300026;中国科学技术大学,火灾科学国家重点实验室,安徽,合肥,2300026;中国科学技术大学,火灾科学国家重点实验室,安徽,合肥,2300026【正文语种】中文【中图分类】X93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,动力部件区域的燃油泄漏引发火灾是经常发生的一种安全事故[1]。
典型的燃油泄漏火灾是一种有风条件下的液态池火燃烧。
针对油池火的燃烧特征,前人用乙醇、汽油、航空煤油等燃料为对象,进行了一些研究。
Chatris等人[2]得到了汽油、柴油池火的燃烧速率和油池直径的关系。
航空燃料的燃烧性能研究与优化
航空燃料的燃烧性能研究与优化航空燃料是支撑飞机正常飞行和发动机运转的重要物质，其燃烧性能直接影响到飞机的安全性和经济性。
随着航空业的发展和航空运输需求的增加，对变得愈发重要。
航空燃料的燃烧性能研究与优化是一个综合性、跨学科的课题，在航空工程、燃烧学、化学工程等领域都有涉及。
在过去的几十年里，科学家们对航空燃料的燃烧性能进行了广泛而深入的研究，取得了许多重要的成果。
首先，航空燃料的燃烧性能主要包括燃烧速度、燃烧效率、污染物排放等方面。
燃烧速度是指燃料在燃烧过程中释放能量的速度，直接影响到发动机的推力和燃料消耗率。
燃烧效率则是指燃料在燃烧过程中被完全转化为热能的比例，影响到燃料的利用效率。
而污染物排放是指燃烧过程中产生的氮氧化物、硫氧化物、颗粒物等有害物质，对环境和人体造成危害。
燃烧速度和燃烧效率不仅受到燃料本身的性质影响，也受到燃烧条件、燃烧器设计等因素的影响。
为了优化航空燃料的燃烧性能，科学家们进行了大量的实验和理论研究。
他们通过改变燃料的成分、添加催化剂、调节燃烧器结构等方式，提高了燃烧速度和燃烧效率，减少了污染物排放。
另外，随着燃烧技术的不断发展和飞机性能的不断提高，对航空燃料的燃烧性能提出了更高的要求。
未来，航空燃料的燃烧性能研究与优化将面临更大的挑战和机遇。
科学家们需要继续探索新的研究方向，开展更加深入的合作，加速航空燃料燃烧性能的优化进程。
梳理一下本文的重点，我们可以发现，航空燃料的燃烧性能研究与优化是一个重要而复杂的课题，涉及到多个学科领域。
通过不懈的努力和合作，科学家们已经取得了一系列重要的成果。
未来，他们将继续致力于航空燃料的燃烧性能研究与优化，为航空工业的可持续发展做出更大的贡献。
环境风作用下池火燃烧速率、热反馈机制及辐射特性研究
通过实验研究发现,随着风速的上升,该尺度油池火的燃烧速率随尺寸不同呈现不同的非线性演化规律;并分析了各演化阶段的物理机制。利用边长为25-70 cm的5个正方形正庚烷池火进行了燃烧风洞实验(风速为0-约4.5 m/s)。
发现油池火的燃烧速率随油池尺度的不同显现出不同的非线性演化规律。较小尺寸油池火(25 cm&35 cm)的燃烧速率随风速呈现先上升后下降的趋势。
其中的上升趋势是由于环境风加强了强迫对流。而当风速进一步上升时,火焰滞留时间下降。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ当其低于一临界值时,火焰从油池前沿脱离,环境风直接冷却液面,导致燃烧速率下降。而当油池尺寸进一步增大时,燃烧速率先上升后下降,而后再上升。
风速较小时,环境风在加强火焰区空气和燃料蒸汽的掺混,并削弱液面附近蒸汽锥对辐射热反馈的阻碍作用,燃烧速率上升;随着风速的增加,火焰倾斜愈发剧烈,辐射热反馈下降,燃烧速率下降;而当风速较大时,池火的燃烧将转变为强迫对流主控,环境风加强强迫对流,燃烧速率再次上升。同时给出了基于弗劳德数(表征池火浮力诱导速度和环境风速的竞争机制)的各转折点临界风速拟合,显示了良好的线性关系,显示出环境风速和浮力诱导速度在转折点处达到了某种平衡,弗劳德数大致相等。
利用自制的不同尺寸(5-70 cm)、燃料液面深度的油池、多孔燃烧器,首先研究了“光学薄”较大尺寸正庚烷池火燃烧速率和热反馈机制随环境风速的演化规律,然后研究了环境风和燃料液面深度耦合作用对正庚烷池火燃烧速率的影响,最后研究了环境风作用下丙烷池火的辐射特性。具体工作包括:(1)量化了“光学薄”较大尺度油池火燃烧速率随风速的非线性演化规律。
不同初始温度对航空煤油表面火蔓延的影响
第17卷 第2期 2011年4月 燃 烧 科 学 与 技 术Journal of Combustion Science and Technology V ol.17 No.2Apr. 2011收稿日期：2010-06-25．基金项目：国家自然科学基金资助项目（51036007）.作者简介：郭 进（1978— ），男，博士研究生，guojin@ ． 通讯作者：陆守香，sxlu@ ．不同初始温度对航空煤油表面火蔓延的影响郭 进1,2，陆守香1劼，周波1，王昌建1(1. 中国科学技术大学火灾科学国家重点实验室，合肥 230026；2. 安徽理工大学化学工程学院，淮南 232001)摘 要：采用微细热电偶、红外热像仪、CCD 摄像及纹影技术对不同初始温度航空煤油表面火蔓现象及机理进行实验研究．结果表明：当航空煤油(开杯闪点为66℃)的初始温度T 0≤82.5℃时，其火焰蔓延主要受液相控制，在此阶段表面流预热作用是火焰脉动蔓延的主要控制机制，火焰蔓延平均速度随初始温度升高呈指数增长关系；当航空煤油初始温度T 0＞82.5℃时，其火焰蔓延主要受气相控制，火焰蔓延速度依赖于油面上方蒸气浓度．关键词：火蔓延；航空煤油；表面流；温度分布；脉动频率中图分类号：TK16 文献标志码：A 文章编号：1006-8740(2011)02-0165-05Effect of Initial Temperature on Flame Spread over Aviation KeroseneGUO Jin 1,2，LU Shou-xiang 1，ZHOU Jie-bo 1，WANG Chang-jian 1(1. State Key Laboratory of Fire Science ，University of Science and Technology of China ，Hefei 230026，China ；2. School of Chemial Engineering ，Anhui University of Science and Technology ，Huainan 232001，China ) Abstract ：Fine thermocouples ，infrared thermograph ，CCD cameras and schlieren system were applied to study thecharacteristics and mechanisms of flame spread over aviation kerosene (open cup flash point is 66℃). Two control-ling mechanisms were found. For initial temperature T 0≤82.5℃，flame spread was mainly controlled by liquid phase. During the period ，surface flow is the main cause for oscillatory regime ，and the average flame spread rate increases exponentially with the increase of initial temperature. For initial temperature T 0＞82.5℃，flame spread was mainly controlled by gas phase ，and flame spread rate was dependent on the concentration of fuel vapor above liquid surface.Keywords ：flame spread ；aviation kerosene ；surface flow ；temperature profile ；pulsation frequency对航空煤油表面火蔓延进行研究不仅是因为其存在复杂的燃烧及传热现象，更是出于实际的需要：由于液体燃料泄漏、飞机失事等事故引起的火灾往往会导致巨大的人员伤亡和财产损失，而对火蔓延现象及机理进行研究能为控制和扑灭该类火灾提供理论依据和技术支持．关于液体燃料表面火蔓延现象的研究最早可以追溯到1930年，此后，Burgoyne 等[1]对醇类表面火蔓延进行了研究，他们发现当液体温度低于该液体的闪点时，液相当中存在预热区域；Mackinven 等[2]对不同实验参数对液体表面火蔓延速度的影响进行了研究；Akita 等[3-4]实验发现随甲醇初始温度的变化，火蔓延以不同的模式蔓延．20世纪80年代以后，随着红外热像、激光粒子示踪和纹影等方法的应用，研究者对燃料表面温度分布及表面流的形态和机理进行了广泛的研究[5-11]．近年来，Degroote 等[12-14]利用图像处理技术及微细热电偶等对醇类火焰蔓延速度及液体表面温度分布进行了较深入的 研究．前人主要以醇类及低闪点的烃类为对象，对燃料表面火焰蔓延现象进行研究，而对高闪点的燃料研究较少，虽然，White 等[15]对高闪点燃料点火延滞期及火蔓延速度进行了相关实验，但是没有对火蔓延控制·166· 燃 烧 科 学 与 技 术 第17卷 第2期机制进行研究．Zhou 等[16]研究发现航空煤油表面火蔓延现象与醇类相比存在很大的不同，存在前后脉动蔓延现象，并得到当初始温度较低时，表面流速度大于火蔓延平均速度的结论．本研究在此基础上，运用纹影系统、微细热电偶、红外热像仪、CCD 摄像等仪器，对不同初始温度航空煤油表面火蔓延模式及控制机制进行研究，以确定火蔓延速度及脉动频率随燃料初始温度变化规律并得到不同控制机制的临界温度；另外，采用多孔介质实验重点对液相控制阶段火蔓延控制机制进行研究．1 实验方法实验采用的油池尺寸为100cm (长)×4cm (宽)×10cm (高)，油池中部是由耐火玻璃构成的40cm (长)× 12cm (高)的观察窗，油池其他部位由厚度为0.4cm 的钢板构成．点火区位于油池一端，将水浴加热至一定温度的航空煤油注入油盘中，在点火区内注入少量庚烷，待庚烷完全燃烧引燃航空煤油至稳定燃烧后，将挡板慢慢抽出，使火焰自由蔓延至油池另一端． 实验装置示意如图1所示，在油盘中心线，平行于油面方向布置两排直径为0.1mm 的R 型热电偶，上面一排布置在油面上5mm 处，用以确定火焰锋面位置；下面一排布置在油层表面上，用来测量油面的温度变化．热电偶的水平间距为8cm ，采样频率为10Hz ．同时，用红外热像仪(25帧/s )测量火焰蔓延过程中油面的温度分布．通过双反射镜纹影显示并用图1 实验装置示意CCD 摄像机(24帧/s )记录因火蔓延引起的航空煤油表面流场结构，用另一CCD 摄像机(24帧/s )记录油面上方火焰蔓延过程，用以确定火蔓延速度及脉动 频率．实验时，调节空气温度，保证每次实验的环境条件基本相同．当热电偶数据显示油层温度均匀后，开始点火，并记录相关数据．2 实验结果与分析图2为实验得到的火焰蔓延平均速度与初始温度的关系．在本实验条件下，当航空煤油初始温度 T 0＜16℃时，火焰不能蔓延．如图2所示，当航空煤油初始温度16℃≤T 0≤82.5℃时为液相控制阶段，在此阶段由于燃料的初始温度较低，燃料挥发较慢，燃料上方的蒸气不能支持火焰持续向前蔓延，火焰脉动蔓延特性主要依赖于液体燃料的初始温度．实验发现，液相控制到气相控制的临界温度T 0＝82.5℃，当航空煤油初始温度T 0＞82.5℃，为气相控制阶段，在这一阶段，由于燃料初始温度较高，燃料上方蒸气能够支持火焰持续向前蔓延，火焰的蔓延模式基本不受燃料初始温度的影响，而是依赖于燃料蒸气浓度大小．从图2中可以看出，当航空煤油初始温度 T 0＝83.5℃时，火蔓延速度约为20cm/s ，当初始温度升至T 0＝84℃时，火焰蔓延速度达到120cm/s ，初始温度继续升高，火蔓延速度基本保持不变．图2 火蔓延平均速度与初始温度的关系2.1 液相控制阶段火蔓延模式当航空煤油初始温度T 0≤82.5℃时，火焰始终以脉动的模式向前蔓延，随航空煤油初始温度的升高，如图2所示，火焰蔓延平均速度由16℃时的0.7cm/s 缓慢增长至82.5 ℃时的7.5cm/s ．图2中实线为液相控制阶段火蔓延平均速度和航空煤油初始温度拟合结果，拟合结果显示火蔓延平均速度随初始温度升高呈较好的指数增长关系．式(1)为上述指数拟合得到的公式，在初始温度较低、燃料厚度大于1cm 、油盘宽度不小于4cm 条件下用该公式计算得2011年4月 郭 进等：不同初始温度对航空煤油表面火蔓延的影响 ·167·到火蔓延速度误差较小．0lg 0.0160.455V T =− (1) 式中：V 为液相控制阶段火蔓延平均速度，cm/s ；0T 为航空煤油初始温度，℃．实验发现，在液相控制阶段，随航空煤油初始温度升高，火焰脉动现象会发生变化．图3和图4分别为不同初始温度时火焰锋面轨迹和火焰锋面速度，从图中可以看出，当航空煤油初始温度为19.5℃时，火焰以约40cm/s 的速度快速向前蔓延后又以约25～35cm/s 的速度退回至某一位置，并以较小的幅值前后脉动，等待0.5～1 s 后，火焰又一次快速向前蔓延；当初始温度为79℃时，火焰基本以前进-后退-前进的模式蔓延，火焰在某一位置以较小的幅值前后脉动的现象基本消失．图3 火焰锋面轨迹图4 火焰锋面速度实验结果显示，航空煤油的初始温度对火焰快速向前蔓延时的速度影响不大，如图4所示，当航空煤油初始温度为19.5℃和79℃时，火焰快速向前蔓延的速度基本保持在40～50cm/s ；但随初始温度升高，火焰后退的速度有所减小，从图4可以看出当航空煤油初始温度为19.5℃时，火焰后退的速度为25～35cm/s ，而当航空煤油初始温度为79℃时，火焰后退的速度基本小于20cm/s ．另外，随航空煤油初始温度升高，火焰脉动频率逐渐增大，当航空煤油初始温度为19.5℃时，火焰脉动频率约为1Hz ；当初始温度升至79℃时，火焰脉动频率约为4Hz ．2.2 液相控制阶段火蔓延控制机制分析研究发现在液相控制阶段，火焰前方燃料表面存在和火焰蔓延方向一致的表面流，表面流的预热作用是液相控制阶段火焰脉动蔓延的主要控制机制，图5是采用纹影系统拍摄的表面流图片．对于液体燃料来说，温度升高则表面张力变小，如果液体表面存在较大的温度梯度，就会因表面张力不同而产生表面流，表面流实际上就是冷热燃料之间的对流现象．航空煤油表面火蔓延过程中，火焰锋面下方燃料温度为90～105℃，而火焰锋面前方燃料温度较低，于是在航空煤油表面产生了由表面张力作为驱动力的表面流．在表面流作用下，燃料从火焰下方的高温区流向火焰前方的低温区，对火焰前方的低温燃料起到了明显的预热作用，形成了火焰前方的预热区．为了证明表面流的预热作用是液相控制阶段火焰脉动蔓延的主要控制机制，进行两种工况的对比实验：工况1火焰沿航空煤油表面蔓延；工况2在航空煤油中放置多孔介质，并保持航空煤油表面和多孔介质表面一致，火焰沿航空煤油浸泡的多孔介质表面蔓延．图5 表面流纹影图片(T 0＝22 ℃)图6是工况1和工况2表面火蔓延时热电偶记录的温度数据．图中虚线和实线分别为布置在距点火端同一距离、不同高度处的热电偶记录的温度数据；虚线代表布置在油面上方5mm 处热电偶，以此来探测火焰锋面的位置，实线代表布置在油面处的热电偶，以记录航空煤油表面的温度变化．从图6(a )可以看出在火焰到达之前，航空煤油表面存在明显的升温过程，使油面的温度高于油面上方气相的温度；在表面流作用下，火焰前方油面首先由较低的初始温度迅速升高后就基本保持平稳，该过程持续时间约为15 s ．当火焰沿航空煤油浸泡的多孔介质表面蔓延时，由于多孔介质阻挡了表面流的形成，火焰下方的高温燃料主要通过热传导对火焰前方的低温燃料进行预热，如图6(b )所示，火焰到达之前的预热升温时间较短，火焰前方航空煤油表面温度线性升温至较高的温度，而没有出现如图6(a )所示的表面温度基本平稳变化的过程．·168· 燃 烧 科 学 与 技 术 第17卷 第2期当火焰沿航空煤油浸泡的多孔介质表面蔓延时，火焰以约0.3cm/s 匀速稳定蔓延，火焰前方没有明显的闪燃现象；而当火焰沿航空煤油表面蔓延时，其脉动蔓延的平均速度约为1cm/s ，火焰前方有明显的闪燃现象．通过上述现象可以确定，在液相控制阶段表面流主导的预热作用是火焰脉动蔓延的主要原因．(a )工况1(b )工况2图6 温度随时间的变化曲线(T 0＝25 ℃)图7为航空煤油表面火蔓延过程中的红外图像及其记录的油盘中心线油面温度分布，从图7中可以看出在火焰前方存在一长度近20,cm 的预热区；在预热区内温度分布存在较大的波动，这是因为起预热作用的表面流中同时存在层流流动和湍流流动，从而导致在此阶段温度的非单调变化，但温度变化的总体趋势是离火焰越近航空煤油表面温度越高．当航空煤油初始温度低于闪点时，在预热区内离火焰锋面较近的油面温度接近航空煤油闪点，此温度下航空煤油蒸发较快，当油面上方燃料蒸气浓度达到燃烧下限后，火焰便快速向前蔓延；但是达到闪点温度的航空煤油的蒸发速率并不能支持火焰的持续燃烧，所以火焰又退回到燃料蒸发速率能够支持其持续燃烧的位置，并以较小的幅值前后脉动，等待下一次快速向前蔓延．随航空煤油初始温度的升高，火焰前方形成可燃油气混合物的时间会逐渐缩短，火焰在某一位置以较小幅值前后脉动的时间也就越短；不同初始温度火焰脉动轨迹见图3． 液相控制阶段，随初始温度升高，表面流的预热作用逐渐减弱，火焰前方预热区的长度也逐渐缩短．如图8所示，航空煤油初始温度为22℃时，火焰前方预热区长度达到近19cm ，预热区台阶温升ΔT 达17℃；随航空煤油初始温度升高，表面流作用逐渐减弱，当初始温度升至65℃时，预热区长度缩短至约为6cm ，预热区台阶温升5℃．这是因为液相控制阶段，火焰锋面下方燃料温度始终保持在90～105℃，随航空煤油初始温度升高，火焰锋面下方燃料与火焰锋面前方燃料温差逐渐缩小而导致表面张力驱动力减小，所以表面流预热作用随初始温度升高会逐渐减弱．图7 油盘中心线液面温度分布(T 0＝22 ℃)图8 不同初始温度油盘中线温度分布及预热区长度当航空煤油初始温度超过82.5℃后，表面流预热作用消失，火蔓延进入气相控制阶段，本实验条件下，航空煤油表面火蔓延由液相控制阶段到气相控制阶段的临界温度为82.5℃，该温度比航空煤油闪点高16.5℃；而Akita [4] 以甲醇为实验对象进行火蔓延研究时发现该临界温度等于燃料的闪点，这和本研究的结果相差较大．这是因为航空煤油的闪点(66℃)和燃点(84℃)相差较大，而甲醇的闪点和燃点几乎相等．当航空煤油初始温度达到闪点时，燃料表面会发生闪燃现象，蒸气浓度并不能支持火焰的持续燃烧，所以，当航空煤油初始温度达到闪点时，火蔓延速度不会有较大的变化；当航空煤油的初始温度继续升高直至其燃点时，火蔓延的速度及模式才会有明显的变化． 2.3 气相控制阶段火蔓延模式航空煤油初始温度超过82.5℃后，整个油面上方航空煤油蒸气浓度达到燃烧下限，火蔓延进入气相控制阶段．在此阶段，火蔓延现象完全依赖于油面上2011年4月 郭 进等：不同初始温度对航空煤油表面火蔓延的影响 ·169·方油气混合物的浓度，根据火蔓延现象的不同，气相控制阶段又可划分为两个阶段．当航空煤油初始温度82.5℃＜T 0＜84℃时，随航空煤油初始温度的升高，油面上方油气混合物的浓度由燃烧下限迅速增大到接近化学当量比浓度，如图2所示，火焰蔓延速度由约7.5cm/s 迅速增大至近120cm/s ．当航空煤油初始温度T 0≥84℃时，油面上方蒸气浓度已达到化学当量比浓度，火焰蔓延速度达到120cm/s ，燃料初始温度继续升高，火蔓延速度基本不变．3 结 论(1) 当航空煤油初始温度T 0≤82.5℃时，为液相控制阶段．在液相控制阶段，航空煤油表面火焰始终脉动蔓延；火蔓延平均速度和航空煤油初始温度近似呈指数增长关系；火蔓延频率随初始温度升高逐渐 增大．(2) 液相控制阶段，表面流预热作用是火焰脉动蔓延的主要控制机制．当航空煤油初始温度小于闪点时，火焰前方燃料将被预热至接近闪点温度，以提高燃料蒸发速率；随初始温度升高，表面流预热作用减弱，火焰前方预热区长度缩短．(3) 航空煤油初始温度T 0＞82.5℃时，为气相控制阶段．在气相控制开始阶段，随初始温度升高，火焰蔓延速度迅速增大；当初始温度达到84℃时，火蔓延速度达到120cm/s ，初始温度继续升高，火蔓延速度基本保持不变． 参考文献：［1］ Burgoyne J H ，Roberts A F. 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风速对航空煤油池火热释放速率的影响
风速对航空煤油池火热释放速率的影响
梁智勇;童琳
【期刊名称】《消防科学与技术》
【年(卷),期】2012(031)007
【摘要】利用全尺寸多功能热释放速率综合实验平台,增加环境风速调节与控制模块,在不同环境风速的条件下进行航空煤油的油池火燃烧特性实验研究,实验所用圆形油盘的直径分别为0.2、0.34、0.5m,风速为0～3.78 m/s.实验结果表明:热释放速率与风速影响因子之间存在较明显的函数关系.提出圆盘油池火燃烧热释放速率的表面风速影响因子,并给出了二者的函数关系.
【总页数】3页(P667-669)
【作者】梁智勇;童琳
【作者单位】江西省消防总队,江西南昌330009;中国科学技术大学火灾科学国家重点实验室,安徽合肥230027
【正文语种】中文
【中图分类】X913.4;TK121
【相关文献】
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4.航空煤油不同尺寸池火热流及温度特性研究 [J], 蒋新生; 张霖; 何东海; 胡文超;
刘鲁兴; 赵亚东
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致 的 意外 火 灾 往 往 与 环 境 风 速 存 在 密 切 关 系 。研 究 航 空
煤 油 在 不 同 的 条 件 下 的燃 烧 特 性 具 有 重 要 意 义 ， 目前 对
航 空 煤 油 燃 烧 特 性 的 研 究 大 多 针 对 相 对 简 单 的 外 界 无 风 条 件 。然 而 ， 境 风 速 对 航 空 煤 油 的 油 池 火 燃 烧 过 程 的 环
分 别 为 ０ ２ ０ ３ 、 ． 风 速 为 ０～ ３ ７ ｓ 实验 结 果 表 ． 、 ． ４ ０ ５ ｍ， ． ８ ｍ／ 。
０ ０ ｎ ． ５ ｒ 。实验 时 ， 池 中 的航 空 煤 油 厚 度 都 是 ０ ０ 油 ． ２ ｍ， 设 定 水 平 方 向 的风 速 为 Ｏ ． ８ｍ／ ， 过 酒精 进行 点 火 ～３ ７ ｓ 通 引燃 ， 采 用 酒 精 厚 度 为 ５ ０ １ ～ Ｉ。实 验 时水 平 方 向 所 ．× ０ Ｔ Ｉ 的气 流 通 过 变 频 风 机 调 节 ， 风 机 的 末 端 安 装 均 流 段 使 在 出 口 的气 流 较 为 均 匀 。此 外 ， 出风 口的 截 面形 状 为 圆形 ，
ａ ｓ ｅ ｏｇｃ ｌ ｕｒ ｅ ｂｕ ｅ ｕ，Ｇｕａ ｇｄｏ Ｇ ｕ ｎｇ ｈｏ ５ ０８ ｌ ｇ ｏｌ ｉａ ｓ ｖ ｙ ｒａ ｎ ｎｇ ａ ｚ ｕ １０ ０， Ｃｈｉａ） ｎ Ａｂ ｔａ ｔ Ｂａ ｅ ｐｅ ｉ ｅ ａ ｉ ｕｌｔｏｎ ｍ ｅ ｈｏ Ｏ ｄｅ ｅ ｍ ｉ ｅ ｓ ｒ ｃ ： ｓ ｄ ｏｎ ｅｘ ｒｍ ｎｔ ｌｓｍ ａ ｉ ｔ ｄ ｔ ｔ ｒ ｎ ｔ ｈｏ ｈｅ ｕｎｄ ｖ ｏｎｄ ｔｏ ａｎ ｕｓ ｄ ｈｅ ａｒ ｃ ｉｉｎｓ， ｄ ｅ ｔ ｎｕｍ ｅ ｉａ ｓｍ ｕｌｔｏ ｒｃ ｌ ｉ ａ ｉｎ
影 响 非 常 复 杂 ， 有 的 研 究 结 果 很 难 对 实 际 工 程 提 供 可 现
图１ 表面有风条件下池火燃烧特性模拟实验平台
靠的指导和支撑 ； 此外 ， 风条件 下航 空煤油 的油池火燃 通
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烧特性的 实验测试， 包括热释放速率、 比消光系数等参
数， 现有文献 中也少有报道 。
直 径 为 ０ ５ｍ。实 验 中所 用 到 的风 机 和 油 盘 的 空 间 布 置 ． 如 图 ２所 示 。进 行 实 验 时 通 过 ｔｓ ０ ３ ｅ ｔ ４ ５多 功 能 测 试 仪
明 ： 释 放 速 率 与 风 速 影 响 因 子 之 间 存 在 较 明 显 的 函数 关 系。 热
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图２ 实 验装置的剖面图
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１ 实 验 设 计 ｌ，一 ，
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笔建了风用 件池 特研试 平 者立 有 作 条 下 火 性 究 验
台， 如图１ 所示。
实验 中使用的燃料为航空煤油 ， 池采用 圆形 油盘 ， 油
直 径 分 别 为 ０ ２ 、． ４ ０ ５ｍ， 有 油 盘 的 壁 面 高 度 为 ． ０ ０ ３ 、． 所
风 速 对 航 空煤 油 池 火 热 释放 速 率 的影 响
梁 智 勇 ，童 琳。
（． １ 江西省 消 防 总队 ， 江西 南 昌 ３ ０３０ ９ ．－ 安徽 合 肥 ２ ０ ２ ） ３ ０ ７
摘 要 ： 用全 尺 寸 多 功 能 热 释 放 速 率 综 合 实验 平 台 ， 利 增 加 环 境 风 速 调 节 与控 制 模 块 ， 不 同环 境 风 速 的 条 件 下 进 行 航 在 空 煤 油 的 油池 火燃 烧特 性 实验 研 究 ， 验 所 用 圆 形 油盘 的 直 径 实
对 风 速 进行 测 量 ， 中 的 测试 点 位 置 （ Ａ） 图 ２所 示 。 其 点 见
文 章 编 号 ：０ ９ ０ ２ （ ０ ２ ０ —０ ６ — ０ １ ０ — ０ ９ ２ １ ）７ ６ ７ ３
航空飞机 、 海洋 船只等 可 能 由于 各种原 因 导致燃 油
泄 漏 ， 而 引 发 火 灾 ， 成 较 为 严 重 的灾 难 。这 类 燃 油 导 从 造
提 出 圆 盘 油 池 火燃 烧 热 释 放 速 率 的表 面风 速 影 响 因 子 ， 给 出 并
了二 者 的 函 数 关 系 。 关 键 词 ： 空煤 油 ；热 释 放 速 率 ；圆盘 油 池 火 ；风 速 航 中 图分 类 号 ： １ ． Ｘ９ ３ ４，ＴＫ１ １ ２ 文 献 标 志码 ： Ａ