小尺度薄層揚(yáng)沸火災(zāi)特性實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、當(dāng)今社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展離不開(kāi)化石燃料的使用，但是人類過(guò)度依賴化石燃料帶來(lái)了一系列問(wèn)題。其中，我國(guó)地形多變，海拔差異巨大，由于可燃液體燃料的不均勻分布，導(dǎo)致成品油運(yùn)輸管道規(guī)模不斷增長(zhǎng)，為了保障高海拔地區(qū)油品需求，部分油料輸運(yùn)管道需要穿過(guò)高海拔地區(qū)。同時(shí)，高海拔地區(qū)本身儲(chǔ)存并持續(xù)消耗大量油料，除了民生和商用以外，一個(gè)值得關(guān)注的特殊使用場(chǎng)景是高原機(jī)場(chǎng)。高海拔低壓低氧環(huán)境會(huì)對(duì)燃燒過(guò)程產(chǎn)生影響，高海拔地區(qū)燃料泄露火災(zāi)也會(huì)呈現(xiàn)出同平原地區(qū)不同的新特性。<

2、br>　　薄層揚(yáng)沸現(xiàn)象涉及眾多基本物理、化學(xué)過(guò)程，其形成機(jī)制至今扔在探索過(guò)程當(dāng)中。本文建立了小尺寸油品揚(yáng)沸火災(zāi)特性實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。為了研究壓力對(duì)小尺寸油盆揚(yáng)沸的影響，以及油水交界面水層過(guò)熱水的成因，在三個(gè)壓力點(diǎn):合肥(Alt:58mP:101kPa)，麗江(Alt:2400m P:76kPa)、拉薩(Alt:3650m P:64kPa)開(kāi)展實(shí)地小尺度墊水池火燃燒。同時(shí)，從燃燒控制因素的角度，選取了四種油盆直徑:0.15m、0.18m（對(duì)流控制

3、）、0.30m和0.40m（輻射控制）;初始油層厚度為統(tǒng)一為0.5cm;墊水層厚度取1.0cm、1.5cm、2.0cm;實(shí)驗(yàn)油品的選擇考慮到使用廣度以及前文所涉及的高原機(jī)場(chǎng)油料安全，最終確定為航空煤油JetA和0＃柴油。
　　監(jiān)測(cè)薄層揚(yáng)沸火災(zāi)的特征物理量有:重量，溫度，輻射和聲音強(qiáng)度。從質(zhì)量變化角度，分析了不同變量如何影響以下指標(biāo):穩(wěn)定階段質(zhì)量損失速率，揚(yáng)沸現(xiàn)象發(fā)生時(shí)剩余油品厚度，揚(yáng)沸強(qiáng)度。從溫度角度，重點(diǎn)分析了水油交界面水層溫度

4、過(guò)熱現(xiàn)象。
　　并得到以下結(jié)論:
　　實(shí)驗(yàn)觀察到揚(yáng)沸過(guò)程由四個(gè)階段構(gòu)成，并且不同變量會(huì)導(dǎo)致?lián)P沸階段向著突變型和持續(xù)型兩種趨勢(shì)發(fā)展。
　　油盆尺寸D作為單一變量，隨著油盆尺寸的上升，穩(wěn)定燃燒階段的質(zhì)量損失速率上升;揚(yáng)沸發(fā)生時(shí)剩余油品的高度下降，揚(yáng)沸強(qiáng)度下降;
　　環(huán)境壓力P作為單一變量，隨著環(huán)境壓力上升，穩(wěn)定階段的質(zhì)量損失速率上升，油水交界面水層的過(guò)熱溫度上升，過(guò)熱程度小幅上升，揚(yáng)沸現(xiàn)象發(fā)生時(shí)剩余油品的高度上升，揚(yáng)

5、沸強(qiáng)度上升;
　　水層厚度hw作為單一變量，隨著水層厚度的上升，揚(yáng)沸階段的燃燒現(xiàn)象向持續(xù)型轉(zhuǎn)變，揚(yáng)沸強(qiáng)度下降，但需要指出的是，隨著水層厚度上升，水層厚度對(duì)揚(yáng)沸階段的影響逐漸降低，可以預(yù)計(jì)當(dāng)超過(guò)一定臨界條件之后，水層厚度將不會(huì)對(duì)揚(yáng)沸現(xiàn)象再造成影響;
　　揚(yáng)沸強(qiáng)度本身并無(wú)法說(shuō)明揚(yáng)沸現(xiàn)象是否發(fā)生，所以，統(tǒng)計(jì)了各個(gè)工況下?lián)P沸現(xiàn)象是否發(fā)生的結(jié)果，得出結(jié)論如下:壓力作為單一變量時(shí)，低壓情況下更難發(fā)生揚(yáng)沸現(xiàn)象;當(dāng)燃料量過(guò)少，水層越厚越難以