飛機(jī)貨艙火災(zāi)煙氣蔓延與CO分布規(guī)律研究

發(fā)布時(shí)間：2020-08-17 20:16

【摘要】：飛機(jī)貨艙火災(zāi)早期探測(cè)對(duì)避免災(zāi)難性的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失有著極其重要的作用。旨在為飛機(jī)復(fù)合火災(zāi)探測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和研制提供理論基礎(chǔ),本文根據(jù)飛機(jī)實(shí)際飛行過程中環(huán)境氣壓的變化情況,對(duì)飛機(jī)貨艙的頂棚射流區(qū)火災(zāi)煙氣特征及氣體濃度分布規(guī)律開展了實(shí)驗(yàn)和理論研究。主要的研究工作包括:通過在全尺寸飛機(jī)貨艙模型內(nèi)進(jìn)行火災(zāi)實(shí)驗(yàn)及數(shù)值模擬,測(cè)量了不同油池尺寸火災(zāi)煙氣前鋒在不同時(shí)刻的位置。結(jié)果表明,數(shù)值模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果具有一致性,大尺寸火源的煙氣前鋒到達(dá)頂棚某點(diǎn)的時(shí)間更短,表明熱釋放速率為影響煙氣滯后時(shí)間的主要因素,不同環(huán)境壓力下的滯后時(shí)間差別較小,實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了數(shù)值模擬的可行性�；贏lpert理論分析了環(huán)境壓力和火源大小對(duì)滯后時(shí)間的影響,并將理論推導(dǎo)的滯后時(shí)間和實(shí)驗(yàn)值進(jìn)行了對(duì)比分析。在理論和實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上,建立了預(yù)測(cè)煙氣滯后時(shí)間模型。結(jié)合數(shù)值模擬技術(shù),揭示了低壓環(huán)境下飛機(jī)貨艙火災(zāi)煙氣內(nèi)CO濃度的雙區(qū)域衰減規(guī)律。頂棚射流中CO濃度衰減曲線可以分為劇烈下降區(qū)域(0≤r/H0.5)和緩慢下降區(qū)域(0.5≤r/H≤2),并針對(duì)兩區(qū)域分別建立適用于描述不同壓力環(huán)境下CO濃度衰減規(guī)律的分段函數(shù)模型。同時(shí),通過觀測(cè)CO氣體運(yùn)動(dòng)邊界,發(fā)現(xiàn)環(huán)境壓力越低,早期的CO氣體運(yùn)動(dòng)速率越快;不同環(huán)境壓力下,頂棚下方CO氣體蔓延規(guī)律類似,氣體蔓延邊界形狀最初為圓形,隨后因撞擊側(cè)壁變?yōu)轳R鞍形。根據(jù)連續(xù)方程和經(jīng)典火羽流模型,推導(dǎo)出頂棚射流質(zhì)量流量表達(dá)式,帶入實(shí)驗(yàn)測(cè)得的溫度和CO濃度數(shù)據(jù),獲得低壓環(huán)境下頂棚射流質(zhì)量流量系數(shù)比β_r?β_0,引入變量C_α表征低壓環(huán)境對(duì)卷吸系數(shù)的影響,建立低壓環(huán)境下頂棚射流質(zhì)量流量預(yù)測(cè)模型。根據(jù)頂棚處煙氣溫度和CO濃度,計(jì)算不同低壓下頂棚射流卷吸系數(shù),發(fā)現(xiàn)其隨著頂棚距離的增加和壓力的降低而逐漸減小,且小于火羽流卷吸系數(shù)。
【學(xué)位授予單位】：武漢科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：V328;V244.12
【圖文】：

飛行事故