基于火焰尺寸特征的熱釋放速率估測研究.pdf

1、熱釋放速率是指單位時間內(nèi)燃料釋放的熱量，是衡量燃料綜合火災(zāi)性能和火災(zāi)危害性的一個重要參數(shù)。目前熱釋放速率主要通過實驗測量，無法在火災(zāi)現(xiàn)場應(yīng)用。研究基于火焰尺寸特征的熱釋放速率估測模型能夠為火災(zāi)現(xiàn)場的熱釋放速率實時估測提供理論依據(jù)，進(jìn)而為火災(zāi)遠(yuǎn)程監(jiān)控、疏散和消防指揮提供重要參考。
　　 進(jìn)行了熱釋放速率測量及火焰視頻拍攝實驗。利用ISO9705大尺寸熱釋放速率測量實驗臺測量典型氣體火、液體火、固體火的熱釋放速率，在此基礎(chǔ)上搭建火焰

2、拍攝裝置，采用兩部CCD攝像儀從相互垂直的兩個角度拍攝火焰視頻。
　　 研究了火焰區(qū)域提取方法，為火焰體積及表面積計算奠定基礎(chǔ)。采用MicrosoRVisualC++和Matlab自編程序處理火焰視頻和圖像，研究了灰度閾值法及灰度閾值選取對火焰區(qū)域提取的影響，進(jìn)而探索了RGB單通道閾值法的可行性及火焰區(qū)域提取效果，在此基礎(chǔ)上設(shè)計了RGB閾值法&幀差法，結(jié)果表明，此法結(jié)合了RGB閾值法與幀差法的優(yōu)點，既能充分利用火焰的顏色特征提取

3、火焰內(nèi)部區(qū)域，又可準(zhǔn)確提取火焰邊緣區(qū)域，是一種準(zhǔn)確有效的火焰區(qū)域提取方法。
　　 研究了火焰體積與表面積計算方法，為基于火焰尺寸特征的熱釋放速率估測模型研究奠定基礎(chǔ)?；凇皥A柱體法”思想設(shè)計出軸對稱火焰的火焰體積和表面積計算公式，并在此基礎(chǔ)上發(fā)展出適用于非軸對稱火焰的“圓柱體一多角度幾何平均值法”火焰體積和表面積計算方法。采用MicrosoftVisualC++和Matlab自編程序，研究了火焰區(qū)域提取方法對火焰體積與表面積計算

4、的影響，結(jié)果表明，RGB閾值法&幀差法是最佳火焰區(qū)域提取方法。以正方形和長方形底面柴油池火為例，采用RGB閾值法&幀差法提取火焰區(qū)域，進(jìn)而采用“圓柱體—多角度幾何平均值法”計算火焰體積與表面積，結(jié)果表明，“圓柱體—多角度幾何平均值法”可以簡便有效地計算湍流非軸對稱火焰的火焰體積和表面積。
　　 研究了基于火焰體積與表面積的熱釋放速率估測模型。對典型氣體火、液體火、固體火的熱釋放速率實驗測量值和火焰體積與表面積進(jìn)行定性和定量分析，