本文選題：火焰頸部收縮深度(速度)　切入點(diǎn)：頸部上升高度(速度)　出處：《中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)》2015年碩士論文　論文類(lèi)型：學(xué)位論文

【摘要】：火焰頸部收縮行為在擴(kuò)散油池火底部是一個(gè)基木的行為,是由于密度差導(dǎo)致空氣卷吸形成的,同時(shí)這也是火焰周期性脈動(dòng)的原因。然而,火焰頸部收縮動(dòng)態(tài)特性的演化的測(cè)量及他們與火焰不穩(wěn)定機(jī)制的關(guān)系在前人的研究中暫時(shí)缺乏。本文定量分析了油池尺寸為0.04-0.25m的火焰頸部特性及不穩(wěn)定機(jī)制�；趯�(duì)火焰幀序列圖片的直接測(cè)量,火焰宏觀參數(shù)頸部收縮最大深度(Dmax),頸部收縮平均速度(Unecking-in),頸部上升最大高度(Hmax),頸部上升平均速度(Uuprising)及渦脈動(dòng)頻率和渦生長(zhǎng)時(shí)間在本文中都被定量出來(lái)了�；跍y(cè)量的結(jié)果研究了這些參數(shù)隨油池尺寸及邊緣高度的演化規(guī)律。定義了三種火焰不穩(wěn)定機(jī)制：小尺度的Rayleigh-Taylor(R-T)不穩(wěn)定,擴(kuò)展R-T不穩(wěn)定及puffing.研究發(fā)現(xiàn)隨著油池尺寸及邊緣高度的增大主控的不穩(wěn)定機(jī)制從R-T不穩(wěn)定轉(zhuǎn)化成puffing.大尺度的渦結(jié)構(gòu)的抽運(yùn)能力(可以通過(guò)(Dmax,Hmax,Unecking.,Uuprising的值來(lái)定量)和擴(kuò)展R-T不穩(wěn)定機(jī)制的頻率有一定的關(guān)系。擴(kuò)展R-T不穩(wěn)定機(jī)制的頻率比puffing機(jī)制的頻率要高。Puffing機(jī)制的頻率隨著邊緣高度(油池上邊沿與液面的距離)的增大略有增大隨著油池直徑的增大而減小,和經(jīng)典的關(guān)系式(f～D-1/2,或者無(wú)量綱的St～Fr-1/2)一致。同時(shí)擴(kuò)展R-T不穩(wěn)定機(jī)制的頻率(f)滿足關(guān)系式fR-T.extended～(lg2/Q)1/3。擴(kuò)展R-T不穩(wěn)定機(jī)制的生長(zhǎng)時(shí)間(τ)隨著油盤(pán)直徑的增大而增大并且比puffing機(jī)制的生長(zhǎng)時(shí)間小,puffing機(jī)制的生長(zhǎng)時(shí)間滿足經(jīng)典關(guān)系式τ～D1/2。 同時(shí)本文對(duì)于火焰頸部收縮特征在不同的低大氣壓強(qiáng)下也做了研究。分析了三種不穩(wěn)定機(jī)制(小尺度R-T不穩(wěn)定,擴(kuò)展R-T不穩(wěn)定及puffing)隨大氣壓強(qiáng),油盤(pán)尺寸的演化。隨著油池直徑或者大氣壓強(qiáng)的增大,主控頻率從擴(kuò)展R-T不穩(wěn)定轉(zhuǎn)換成puffing.定量出了不同大氣壓強(qiáng)下油池火焰頸部收縮宏觀尺度,并且探討了頸部收縮宏觀參數(shù)隨大氣壓強(qiáng)的變化。其中無(wú)量綱頸部收縮最大深度Dmax和頸部收縮水平速度Unecking一in隨大氣壓強(qiáng)的變化很�。粺o(wú)量綱頸部上升最大高度Hmax和頸部上升豎直速度Uuprising隨著大氣壓強(qiáng)的增大而減�。粺o(wú)量綱頸部收縮最大深度Dmax和無(wú)量綱頸部上升最大高度Hmax的比值及頸部收縮水平速度Unecking-in和頸部上升豎直速度Uuprising的比值都隨著大氣壓強(qiáng)的增大而增大。puffing機(jī)制的頻率隨著大氣壓強(qiáng)增大而略有增大,隨著邊緣高度的增大而增大；擴(kuò)展不穩(wěn)定機(jī)制頻率隨著壓強(qiáng)及邊緣高度沒(méi)有明顯的趨勢(shì)。 除了對(duì)油池火焰頸部收縮特征的研究,本文對(duì)油池火焰發(fā)展區(qū)溫度也做了研究。經(jīng)典的火羽流模型中(連續(xù)火焰區(qū),間隙火焰區(qū)及浮力羽流區(qū))沒(méi)有包括燃料液面上的發(fā)展區(qū)溫度分布。前人的文章對(duì)發(fā)展區(qū)溫度分布的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)也很少。那么本文首先定量出了不同尺寸的油池火焰的溫度分布。研究發(fā)現(xiàn)對(duì)于不同的油池尺寸火焰發(fā)展區(qū)溫度分布及到達(dá)最高溫度的位置不同。溫度上升行為的物理機(jī)制是未燃燒的燃料與空氣的逐漸混合比下降。那么,基于這種物理機(jī)制,本文假設(shè)了一種Beta型的概率分布函數(shù)并且利用混合分?jǐn)?shù)的方法推導(dǎo)出了預(yù)測(cè)發(fā)展區(qū)中心線溫度的方法。發(fā)現(xiàn)這種預(yù)測(cè)溫度的方法得到的結(jié)果與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)吻合很好。
[Abstract]:Flame neck shrinkage behavior is a basic behavior in the diffusion at the bottom of the pool fire, is due to density difference leads to the formation of air entrainment, which is also the reason for flame pulsation. However, measuring the evolution of dynamic characteristics of the flame neck shrinkage and their relationship with the flame instability mechanism temporarily lacking in previous studies in this paper. Quantitative analysis of oil pool size for the flame characteristic of 0.04-0.25m and cervical instability mechanism. Direct measurement of flame image frame sequence based on the macro parameters of cervical flame maximum depth (Dmax), systolic contraction of the average speed of the neck (Unecking-in), maximum height (Hmax), the neck neck increased the average speed (Uuprising) and the vortex pulsation frequency and vortex growth time were quantitatively out in this paper. Based on the measuring results of these parameters with the evolution of oil pool size and edge height are defined. Three kinds of flame instability mechanism: the small scale Rayleigh-Taylor (R-T) is not stable, unstable and extended R-T puffing. study found that the pumping ability of vortex structure instability mechanism of oil pool size and edge height increases the master from the R-T instability into the large scale of the puffing. (by (Dmax, Hmax, Unecking., the value of Uuprising in quantitative) have a certain relationship and extended R-T instability mechanism of frequency. The extended R-T instability mechanism more frequently than the puffing.Puffing mechanism mechanism of frequency with edge height (above the oil pool along with the increase of liquid surface distance) increased slightly decreases with increasing the diameter of the oil pool and, the classic formula (F ~ D-1/2, St ~ Fr-1/2 or dimensionless). At the same time extended R-T frequency instability mechanism (f) satisfy the relation fR-T.extended ~ (lg2/Q) 1/3. extended R-T instability growth mechanism Between (tau) increases with increasing diameter of the oil pan and the specific growth time of puffing mechanism, puffing mechanism to meet the growing time of classical formula tau ~ D1/2.
At the same time the flame neck shrinkage characteristics at low atmospheric pressure under different were also studied. Analyzed three kinds of instability mechanism (small scale R-T is not stable, unstable and extended R-T puffing) with the atmospheric pressure, the evolution of Pan size. With the pool diameter or the atmospheric pressure increases, the main control from the frequency of extended R-T instability into puffing. quantitatively different atmospheric pressure oil pool fire neck shrinkage macro scale, and discusses the change of macro parameters with the neck contraction of the atmospheric pressure. The dimensionless maximum depth Dmax and neck shrinkage shrinkage neck Unecking in horizontal velocity change with the atmospheric pressure is very small; the dimensionless maximum height of the neck and neck Hmax Uuprising vertical velocity decreases with the rise of the atmospheric pressure increases; the dimensionless maximum depth Dmax and neck shrinkage dimensionless neck maximum height ratio of Hmax The ratio of value and systolic velocity Unecking-in and neck neck level rise speed of Uuprising with vertical pressure increases with the increase of.Puffing mechanism and frequency slightly increase with atmospheric pressure increases, and increases with the increase of edge height; extended frequency instability mechanism with pressure and edge height had no obvious trend.
In addition to the study of pool fire neck shrinkage characteristics of the oil tank, the flame development zone temperature were also studied. Fire plume model (Continuous flame zone, gap flame zone and plume zone) did not include the development of the temperature distribution on the surface of the fuel. The previous article on the development of the temperature distribution the experimental data are few. So this paper quantitatively the temperature distribution of pool fire in different sizes. The study found that different for different oil pool size of flame temperature distribution and development area at the highest temperature. The physical mechanism of temperature rising behavior is not burning the fuel and air mixing ratio decreased gradually. So, the physical mechanism based on this assumption, the probability distribution function of a Beta type and using the method of mixture fraction derived from the method of temperature prediction line development zone center. The prediction of temperature The results obtained by the method are in good agreement with the experimental data.

【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TE88

【共引文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 譚家磊;宗若雯;支有冉;;油罐揚(yáng)沸火災(zāi)熱輻射危害研究[J];安全與環(huán)境學(xué)報(bào);2009年01期

2 唐平;蔣軍成;;障礙物對(duì)采用泄爆管泄放氣體爆炸影響的數(shù)值模擬[J];安全與環(huán)境學(xué)報(bào);2011年06期

3 傅智敏;李元梅;;基于點(diǎn)源模型的拱頂罐池火災(zāi)熱輻射通量分析[J];安全與環(huán)境學(xué)報(bào);2011年06期

4 張玉若;;液化石油氣事故機(jī)理及模擬評(píng)價(jià)方法[J];工業(yè)安全與環(huán)保;2006年03期

5 任媛媛;彭偉;;水平通風(fēng)速率對(duì)汽油池火燃燒速率影響的試驗(yàn)研究[J];安徽建筑工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2012年04期

6 姜學(xué)鵬;袁月明;李旭;;隧道集中排煙速率對(duì)排煙口下方煙氣層吸穿現(xiàn)象的影響[J];安全與環(huán)境學(xué)報(bào);2014年02期

7 張軍;方俊;王靜舞;關(guān)勁夫;王進(jìn)軍;;近墻乙醇池火熱反饋對(duì)燃燒速率的影響[J];安全與環(huán)境學(xué)報(bào);2014年05期

8 陽(yáng)東;趙聰;郭源浩;蔣亞強(qiáng);;建筑外立面水平分隔物下方的開(kāi)口溢流火焰長(zhǎng)度分析[J];重慶大學(xué)學(xué)報(bào);2014年08期

9 王進(jìn)軍;張永明;方俊;;拉薩高原環(huán)境點(diǎn)型感煙探測(cè)器工程參數(shù)調(diào)整研究[J];安全與環(huán)境學(xué)報(bào);2015年03期

10 孫志友;莊磊;陸守香;;正方形煤油池火燃燒特性研究[J];火災(zāi)科學(xué);2008年02期

相關(guān)會(huì)議論文 前2條

1 譚家磊;汪彤;代寶乾;謝昱姝;;原油儲(chǔ)罐火災(zāi)熱輻射仿真模擬研究[A];中國(guó)職業(yè)安全健康協(xié)會(huì)2008年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2008年

2 郎需慶;劉全楨;;大型原油儲(chǔ)罐全面積火災(zāi)燃燒特性的研究進(jìn)展[A];自主創(chuàng)新與持續(xù)增長(zhǎng)第十一屆中國(guó)科協(xié)年會(huì)論文集（3）[C];2009年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 鄭立剛;煤粉射流的高溫空氣燃燒特性與燃煤鍋爐低NO_x燃燒優(yōu)化研究[D];浙江大學(xué);2009年

2 王彥;西藏低壓環(huán)境受限空間頂棚射流區(qū)火災(zāi)煙霧信號(hào)規(guī)律與探測(cè)算法研究[D];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué);2011年

3 鄭斌;化工儲(chǔ)罐火災(zāi)起火點(diǎn)推斷物證技術(shù)研究[D];華南理工大學(xué);2011年

4 牛國(guó)慶;細(xì)水霧抑制室內(nèi)火災(zāi)的理論與試驗(yàn)研究[D];中南大學(xué);2007年

5 徐琳;長(zhǎng)大公路隧道火災(zāi)熱煙氣控制理論分析與實(shí)驗(yàn)研究[D];同濟(jì)大學(xué);2007年

6 彭偉;公路隧道火災(zāi)中縱向風(fēng)對(duì)燃燒及煙氣流動(dòng)影響的研究[D];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué);2008年

7 宗若雯;特殊受限空間火災(zāi)轟燃的重構(gòu)研究[D];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué);2008年

8 譚家磊;油品揚(yáng)沸火災(zāi)重構(gòu)與防治對(duì)策研究[D];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué);2008年

9 莊磊;航空煤油池火熱輻射特性及熱傳遞研究[D];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué);2008年

10 劉志超;直通式旋流細(xì)水霧噴嘴霧化理論分析及滅火實(shí)驗(yàn)研究[D];西南交通大學(xué);2008年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 馬鴻雁;超細(xì)水霧作用下乙醇火的抑制特性研究[D];河南理工大學(xué);2011年

2 徐俊;含復(fù)合添加劑細(xì)水霧與煤油池火相互作用研究[D];河南理工大學(xué);2006年

3 萬(wàn)象明;冷卻對(duì)油罐火災(zāi)燃燒特性的影響研究[D];天津商業(yè)大學(xué);2011年

4 宋雪飛;導(dǎo)管架式海洋平臺(tái)在火災(zāi)作用下的結(jié)構(gòu)響應(yīng)分析[D];中國(guó)海洋大學(xué);2011年

5 花榮勝;不同低氣壓環(huán)境下甲醇和乙醇池火燃燒特性的實(shí)驗(yàn)研究[D];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué);2011年

6 �；鄄�;含添加劑細(xì)水霧滅火性能的實(shí)驗(yàn)研究[D];沈陽(yáng)航空航天大學(xué);2011年

7 孟偉;雪峰山隧道通風(fēng)系統(tǒng)模型實(shí)驗(yàn)[D];華中科技大學(xué);2004年

8 李慧;工業(yè)罐區(qū)池火災(zāi)災(zāi)害過(guò)程的數(shù)值模擬研究[D];南京工業(yè)大學(xué);2005年

9 況魯;基于模型實(shí)驗(yàn)的廈門(mén)東通道隧道通風(fēng)系統(tǒng)研究[D];重慶交通大學(xué);2006年

10 王炫;基于GIS的危險(xiǎn)化學(xué)品泄漏事故環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)與評(píng)價(jià)信息支持系統(tǒng)研究[D];復(fù)旦大學(xué);2009年

，

本文編號(hào)：1616729