航空煤油池火传播特性研究

【类型】学位论文

【作者】周劼波 

【关键词】 液体火蔓延 航空煤油 台阶温升 蔓延特性

【摘要】液体火蔓延是液体燃料泄漏引发火灾事故中典型的燃烧现象。近年来，随着 飞机、船舶、石油化工等行业的崛起，因航空煤油泄漏造成的火灾事故频频发生。 一般来说该类火灾事故具有传播速度快、燃烧强度大的特点，给灭火和人员疏散 带来相当大难度，一旦发生往往会造成严重的人员伤亡和巨大的经济损失。因此， 科学的分析航空煤油火蔓延特性具有理论和现实意义。 为研究航空煤油火蔓延特性，论文以我国航空煤油(RP-5)为研究对象，通 过自行研制了液体火蔓延实验台，运用纹影摄像系统、微细热电偶和红外热像摄 像技术，分析了单端、两端、不同宽度三种工况条件下火焰传播现象，研究火焰 传播机理，讨论火焰前锋前方油面温升规律，以进一步认识航空煤油火蔓延特 性。论文具体工作包括： 论文研制了航空煤油火蔓延实验系统。油池长100cm，宽4cm，高12cm，主 体由2mm厚的钢板构成，在油池两侧中部嵌入40cm长，12cm高的高硼硅酸盐耐 火玻璃，透过玻璃能清晰地拍摄到火蔓延过程中油面下方流体的流动情况。点火 区位于油池一端，距端面3cm处设置隔离挡板，保证点火时点火区以外燃油保持 初始温度。选用我国航空煤油(RP-5)作为燃料，其开杯闪点为66℃。 论文开展了航空煤油单端火蔓延特性的研究。分析了表面流和闪火焰出现的 成因，探讨了不同燃油初温条件下表面流速度和火蔓延速度的变化规律，测量火 焰前方未燃油面各点与中心线上温度分布，揭示了在火蔓延过程中油面的温升 规律，并发现燃油初温的升高使得表面流预热作用减弱。 论文开展了航空煤油液面相向传播火焰碰撞特性的研究。航空煤油两端点火 条件下，相向的表面流运动是一个碰撞结合一停滞一分离的过程；并揭示了两端 火蔓延过程中的燃油温升规律。进而利用传热和分子碰撞理论探讨了涡流下沉、 停滞以及未燃油面在形成二次反向涡流后发生突燃现象的成因。 论文开展了不同宽度条件下航空煤油火蔓延的特性研究。小油池条件下，随 着油池宽度的增加，火蔓延速度增快、稳定温升区域长度变小、主火焰前方油面 稳定温度持续时间较短；台阶跳跃温升幅度较大。不同油池宽度条件下，台阶稳 定温度均随着初温的升高几乎成线性上升。同一种宽度，台阶温差不随初温的变 化而变化，几乎为定值；台阶温差随着油池宽度的增大而增大。

【学位名称】硕士

【学位授予单位】中国科学技术大学

【学位授予年度】2016

【导师姓名】陆守香

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