射流水雾化及其灭火机理研究

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1、硕士学位论文摘要《关于破坏臭氧物质的蒙特利尔协定书》签定后，一直作为消防灭火的主力军的哈龙灭火剂逐步被禁用，寻找一种新安全可靠的灭火剂成为世界各国的迫切要求。目前国内应用的哈龙灭火剂替代物主要有：FM．200、二氧化碳、烟烙尽、气溶胶、SDE等。本文通过经济和性能分析比较，细水雾作为一种新兴的灭火剂脱颖而出。目前许多发达国家在细水雾灭火系统方面做了大量的研究工作，己经取得了巨大的成就。我国现己将细水雾灭火系统的研究工作列为国家科技攻关项目，中国科学院知识创新工程项目和国家重点基础发展规划(973项目)都将细水雾灭火技

2、术作用重要的研究内容。我国的细水雾灭火技术的研究前景十分看好，意义深远。本文详细介绍了细水雾灭火系统的定义、起源、灭火机理及应用。采用cFD的研究方法，运用nuent软件，建立弥散相模型对细水雾灭火系统进行仿真比较，得出最佳的细水雾灭火直径及其喷射速度。由于细水雾灭火机理的复杂性，细水雾灭火系统的设计还不能完全依赖于一般性原则。本文通过模拟灭火模型发现细水雾灭火过程中由于雾特性参数的变化而形成的两种相异的灭火过程，并进而通过理论分析与计算得到了细水雾通过火焰冷却扑灭天然气火所需的临界条件。细水雾与天然气火的相互作用中

3、，细水雾旌加之初往往会使得燃烧剧烈，形成火焰强化现象。理论分析表明，雾滴在可燃物表面的蒸发是造成这种现象的主要原因。通过改变燃料种类、喷头雾特性参数等工况发现：火焰强化的强弱程度主要决定于燃料的挥发性以及雾滴的粒径、速度等特性参数。而在模型中加水后燃料表面的温度降低、火焰功率下降，火焰强化现象则随着加水量的增加而被逐渐弱化乃至消失，且细水雾系统的灭火时间也明显缩短．天然气火焰的特点是软、飘、暗，或者说是软飘无力(无刚性)、暗淡无光。本文通过理论分析与仿真比较，研究了细水雾与天然气火相互作用的动态过程，对细水雾扑灭天然

4、气火的各项机理进行了简单的分析，研究结果表明细水雾主要通过火焰冷却、稀释氧气和衰减辐射等机理扑灭天然气火，其中天然气火焰根部对于细水雾的卷吸作用可能是灭火的关键因素所在。而随着各项参数的变化，细水雾扑灭天然气的主导机理及难易程度也各有不同。对于天然气而言，其平均粒径越大，细水雾越容易将其扑灭。关键词：细水雾；喷头；灭火机理；熄灭甲烷火焰；弥散相射流水雾化及其灭火机理研究AbstractAccordingto“rnleMontrealProtocolonSubstancesthatDepletetheOzoneLaye

5、f，’，HalOnsusedwidelyforfire—extinguishingareinhibited酽adually．ItisVeryu略enttofjndsafeextinguishingreagentstor印laceHalonsforworld．Now，FM一200，Carbondioxide，hltergen，AerosolandSDEaremainsubstitutesusedinourcountry．7I'llisthesisindicatesthatwatermistisaveryidealext

6、inguishingreagentthrougllanalysisofeconomyandped．omances．Now，maIlyinVestigationsonthesuppressiOnsystemsfire—extinguishingbythewatermistareconductedinmanydeVelopedcountriesandtheyhaVegotsomeachieVements．NowtheChinesegoVemmenthaspaidthemoreattentiontowatermistfir

7、esuppressionsystemsandtheinvestigationprospectOfwatermistfiresuppressionsystemstechnology．Thisthesispaperdetailedlyintroducesthedefinition，ori百n，firemechanismandapplicationofwatermistfiresuppressionsystems．AdoptCFDresearchtecllllique，andcontraposewatermistextin

8、guishingsystemsimulationandcOmparisonwithFluentsOftware，makeadispersednetworkphasemodel，educeoptimalwatermistextinguishmentdiameterandjetVelocity．DesignOfawatermistfiresuppr