外界風(fēng)下低動(dòng)量湍流射流擴(kuò)散火焰圖像特征與燃燒特性.pdf

1、能源、石化產(chǎn)業(yè)的快速興起，使得燃?xì)夤艿辣榧俺鞘懈鱾€(gè)角落;這些管道在給人類帶來(lái)便利的同時(shí)，也增加了氣體泄漏及火災(zāi)、爆炸事故發(fā)生的危險(xiǎn)性。燃?xì)夤艿酪坏┬孤┎l(fā)生火災(zāi)，將會(huì)威脅到周邊的人員安全和造成重大的財(cái)產(chǎn)損失。管道發(fā)生失效泄漏時(shí)，會(huì)形成氣體射流;如果在泄漏口處被點(diǎn)火源點(diǎn)燃，則將形成氣體射流火焰;而這些火焰的燃燒基本是在外界通風(fēng)條件下進(jìn)行的，其行為與靜止空氣下的燃燒有較大的差異。因此研究外界風(fēng)作用下氣體射流火燃燒參量的變化，如火焰形態(tài)、火焰

2、脈動(dòng)頻率、輻射強(qiáng)度等，將為火災(zāi)探測(cè)報(bào)警、火災(zāi)撲救提供有力的實(shí)驗(yàn)及理論依據(jù)支持。
　　因此，本文一方面結(jié)合相關(guān)基礎(chǔ)理論，建立射流擴(kuò)散火焰圖像特征和燃燒特性與外界風(fēng)速、氣體射流出口速度（燃料質(zhì)量流量）間的理論關(guān)系式;另一方面，選取典型燃料丙烷為對(duì)象，以大型燃燒風(fēng)洞為平臺(tái)開(kāi)展一系列實(shí)驗(yàn)，研究外界風(fēng)下丙烷湍流擴(kuò)散火焰圖像特征和燃燒特性的變化趨勢(shì)。
　　火焰圖像特征包括火焰形態(tài)、火焰長(zhǎng)度、火焰傾斜角度與脈動(dòng)頻率。將火焰形態(tài)分為Non-

3、lifted flame和Lifted flame兩大類;Non-lifted flame主要依據(jù)射流出口速度和外界風(fēng)速兩者的動(dòng)量通量比進(jìn)行細(xì)分;而Lifted flame的出現(xiàn)條件，與外界風(fēng)速和射流出口速度有關(guān)，且射流出口速度起主導(dǎo)作用。火焰長(zhǎng)度與火焰傾斜角度的變化主要由燃料射流出口速度和外界風(fēng)速兩者共同作用的結(jié)果;在所研究的風(fēng)速范圍內(nèi)，外界風(fēng)對(duì)火焰具有拉長(zhǎng)作用，風(fēng)速越大，火焰長(zhǎng)度增加，火焰傾斜越明顯，火焰傾斜角度越大。在現(xiàn)有的關(guān)于火

4、焰長(zhǎng)度的模型上，發(fā)展出無(wú)量綱火焰長(zhǎng)度與外界風(fēng)速、射流出口速度之間的關(guān)系;運(yùn)用類比思想，通過(guò)引入弗勞德數(shù)，定性建立了火焰傾斜角的關(guān)系。外界風(fēng)條件下，橫向風(fēng)速會(huì)對(duì)火焰流場(chǎng)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響，使得脈動(dòng)現(xiàn)象變得更加復(fù)雜。
　　從火焰輻射和火焰溫度出發(fā)，研究火焰燃燒特性。實(shí)驗(yàn)研究了外界風(fēng)下不同位置處火焰輻射通量的變化;探討了外界風(fēng)下火焰輻射分?jǐn)?shù)測(cè)量模型公式;通過(guò)對(duì)火焰形狀及火焰輻射進(jìn)行相關(guān)假設(shè)，結(jié)合前人研究基礎(chǔ)，建立了外界風(fēng)速、燃料質(zhì)量流量與火焰