【摘要】：近年來(lái)船舶火災(zāi)事故頻發(fā),船舶安全問(wèn)題越來(lái)越受到人們的關(guān)注。由于船舶所處環(huán)境特殊以及自身結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性,使得船舶一旦發(fā)生火災(zāi)事故,不僅會(huì)造成重大的經(jīng)濟(jì)損失還會(huì)引發(fā)嚴(yán)重的人員傷亡。由于船舶空間受限,船舶通道大多呈狹長(zhǎng)結(jié)構(gòu),出口較單一且距離較長(zhǎng)。當(dāng)船舶通道發(fā)生火災(zāi)時(shí),煙氣將會(huì)迅速蔓延;同時(shí),燃燒產(chǎn)物亦難以排出,增大人員疏散及救援難度,容易造成重大的人員傷亡事故。因此對(duì)船舶通道火災(zāi)預(yù)防與治理顯得尤為重要。本文以某型客輪狹長(zhǎng)通道為研究對(duì)象,基于大渦模擬方法,對(duì)細(xì)水霧抑制船舶通道火災(zāi)的效果進(jìn)行了數(shù)值模擬研究,以期為船舶通道消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供參考�，F(xiàn)將本文主要研究?jī)?nèi)容歸納如下:1.針對(duì)船舶不同火災(zāi)類(lèi)型,數(shù)值模擬研究細(xì)水霧對(duì)兩種火源的抑制情況。2.細(xì)水霧滅火效果與其參數(shù)息息相關(guān),對(duì)霧化錐角(30°~120°)、霧滴粒徑(100μm~700μm)、噴霧速度(5m/s~30m/s)以及流量(5L/min~30L/min)四種參數(shù)進(jìn)行數(shù)值模擬,研究了細(xì)水霧參數(shù)對(duì)船舶狹長(zhǎng)通道火災(zāi)抑制效果的影響。3.以該客船狹長(zhǎng)通道頂棚高度為研究對(duì)象,同時(shí)模擬了不同頂棚高度對(duì)細(xì)水霧抑制通道火災(zāi)的影響。4.對(duì)該船某艙室火災(zāi)演變特性以及細(xì)水霧的抑制作用進(jìn)行數(shù)值模擬研究。通過(guò)對(duì)燃料的熱釋放率、熱輻射量、煙氣濃度、溫度等參數(shù)分析,結(jié)果表明:1.細(xì)水霧對(duì)固體火源的抑制效果較好,能夠在20s內(nèi)將固體火源熄滅;而油料火災(zāi)相對(duì)難以控制。釋放細(xì)水霧可以使其熱釋放率在140s內(nèi)從700kW降到250kW,但火源并未熄滅,火焰仍具有一定高度。2.隨著霧化錐角的增大,燃料的熱釋放率及熱輻射量先降低后升高。當(dāng)霧化角度為90°時(shí),細(xì)水霧對(duì)火災(zāi)的抑制效果最好。細(xì)水霧粒徑較大和較小對(duì)火災(zāi)的抑制效果均較好,粒徑越小對(duì)通道內(nèi)氧氣濃度稀釋作用越強(qiáng)。當(dāng)粒徑為100μm時(shí)對(duì)火災(zāi)的抑制效果最好,能夠在140s內(nèi)將燃料的熱釋放率從700kW降到150kW。3.噴霧速度對(duì)火災(zāi)的抑制效果影響較小。在不同噴霧速度下,燃料的熱釋放率均能降至100kW~200kW范圍內(nèi);增大噴霧速度會(huì)降低細(xì)水霧對(duì)通道近頂棚區(qū)域的冷卻效果。隨著細(xì)水霧流量的增大,通道內(nèi)氧氣逐漸升高,燃料熱釋放率及熱輻射量衰減速度加快。在小流量下,細(xì)水霧亦有良好的火災(zāi)抑制效果。4.通過(guò)幾種高度計(jì)算比較發(fā)現(xiàn),當(dāng)通道頂棚高度為2.1m時(shí),頂棚射流發(fā)生較早且伴隨著火羽流撞擊頂棚現(xiàn)象的發(fā)生,煙氣蔓延迅速,通道近頂棚區(qū)域溫度層較密集。在細(xì)水霧作用下,隨著通道頂棚高度的降低,燃料熱釋放速率及熱輻射量逐漸下降,低頂棚通道內(nèi)氧氣濃度迅速降到13%,而4.2m高通道內(nèi)氧氣濃度相對(duì)較高,穩(wěn)定在15%。同時(shí),一氧化碳濃度隨著頂棚高度的降低而逐漸升高。5.在無(wú)細(xì)水霧工況下,通風(fēng)會(huì)加快火災(zāi)的發(fā)展速度。而在細(xì)水霧作用下,通風(fēng)能夠增大細(xì)水霧的霧動(dòng)量從而加速火災(zāi)的熄滅,延緩?fù)ǖ滥芤?jiàn)度的降低。
【學(xué)位授予單位】：江蘇科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：U698.4

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