环境风作用下船舶甲板庚烷油池火下游气体温度分布特性

船舶甲板常处于海上有风环境,发生火灾后难以预测火灾态势的发展,将对船上人员的生命和财产安全构成巨大的威胁,因此开展有风环境下船舶甲板火灾研究十分必要。以船舶甲板上发生庚烷油池火灾为例,运用FDS数值模拟软件建立环境风作用下船舶甲板油池火模型,分析不同风速和火源功率下船舶甲板近壁面气体温度分布特性。结果表明:有风环境下,火源下游甲板近壁面气体温度分布可划分为3个阶段,并对应存在两个温升峰值点;第二温升峰值点下游气体温度随着与火源距离的增加呈现指数衰减的趋势,继而结合量纲分析,建立了无量纲温升与无量纲距离的相关关系模型。

大尺度正庚烷流淌火试验

针对液体燃油储运过程中泄漏引发的火灾爆炸事故,设计并搭建液体燃油流淌火燃烧试验平台,进行了正庚烷流淌火试验。分析了4种不同泄漏速率下正庚烷流淌火的火焰前沿位置、燃烧面积、蔓延速率、燃烧速率等特征参数的变化规律。研究结果表明:正庚烷流淌火的燃烧蔓延阶段性特征明显,其典型参数均随泄漏速率正相关变化。正庚烷流淌火的稳定线燃烧速率为4.56×10^(-5)m·s^(-1);而泄漏速率每增加1 L·min^(-1),相应的初始蔓延速率增加6 mm·s^(-1)。

不同坡度对正庚烷流淌火燃烧特性的影响

针对液体燃油储运过程中泄漏引发的火灾爆炸事故,设计并搭建流淌槽坡度可调式液体燃油流淌火燃烧试验平台,开展连续泄漏正庚烷流淌火试验。选择水平表面(0°)流淌试验作为基准,改变流淌槽的坡度(0.5°,1°和3°),研究分析不同泄漏速率下连续泄漏正庚烷流淌火的燃烧面积、燃烧速率等燃烧特征参数的变化规律。结果表明:1)连续泄漏正庚烷流淌火燃烧特征参数均随泄漏速率增加而明显增加;2)坡度对连续泄漏正庚烷流淌火燃烧特性影响显著,即使流淌槽坡度增加0.5°,其燃烧特性即发生明显改变;3)连续泄漏正庚烷流淌火的平均稳定燃烧速率随流淌槽坡度的增加反而减小。

甲苯含量对正庚烷试验火产烟特性的影响

工程应用中,受限于建造标准火灾燃烧实验室的基建条件,相同试验参数的正庚烷试验火产烟方面特性存在差异。实验基于特定试验条件,测试了甲苯溶液体积占比分别为3.1%、8.1%、13.1%的3组试验火产烟特性,通过数学拟合方法研究了烟雾浓度m值与试验时间的比值曲线及m值与y值的比值曲线的变化规律。结果显示,通过增加甲苯含量,能够定量提升烟雾的释放速率,但曲线线性度随之变差。有效试验火产烟特性的调节,燃料中甲苯配比调节量的上、下限分别受到产烟特性曲线线性度及烟雾释放速率的约束。

基于正庚烷油池火验证大尺度量热装置

针对大尺度量热计装置,在隧道量热计内开展试验对正庚烷油池火热释放速率、热释放总量进行校正。利用冷流场校正了解排烟管道气体流量的稳定性及均匀性,分别针对不同油盘个数、排列方式条件下进行正庚烷油池火校正试验。结果表明:在冷流场校正试验中,排烟管道内的烟气体积流量维持在27.9m^3/s;通过对实测热值与理论热值的误差比较分析,7组试验中有6组试验的实测热值与理论热值之间的误差低于10%。

超细水雾灭火试验研究

采用新型超细水雾灭火装置,在立方体密闭空间使用全淹没灭火的方法进行了庚烷火的灭火试验,并通过使用内置式减光系数测量装置和氧浓度测量装置分析灭火过程中的减光系数和氧浓度。试验研究表明,内置式减光系数测量装置能够反映水雾浓度变化情况,内置式氧浓度测量装置能够显示出氧浓度变化;低理论雾化量的条件下,火焰熄灭时的减光系数较小,残余的氧浓度也较小,反之减光系数较大,氧浓度也较大;高浓度的超细水雾是有效的灭火剂。

低压环境下氮气-水低压双流体细水雾抑灭油池火

基于民用飞机货舱低压变动环境下火灾特点,进一步探寻低压双流体细水雾灭火技术在低压环境的应用。采用马尔文粒径仪和低压燃烧测试舱等设备,对自行研发N2-水低压双流体细水雾系统进行测试;研究该系统的雾场特性和低压环境下的灭火特性机理。发现N2压力低于0.4 MPa便可得到雾场均匀、粒径较小;且方便可调双流体细水雾。低压舱内灭火实验结果表明,在低压下可有效地扑灭油池火,灭火时间呈现随环境压力降低而减小趋势。揭示火焰周围逆流扩散流动场和水雾对火焰与油面的冷却隔离作用,在抑灭油火中的重要作用。

超细水雾全尺寸灭火试验研究

采用超细水雾全淹没灭火装置在3m×3m×3m的全尺寸密闭空间内进行庚烷火灭火试验,从而验证超细水雾在较大密闭空间内灭庚烷火的适用性。试验采用200mL/min和500mL/min的超细水雾灭火装置同时施加超细水雾,试验火源分别使用40kW和120kW的庚烷火,产雾所用的水分别采用纯水和含碳酸氢钠的水溶液,通过四种不同工况验证超细水雾的灭火效果。试验结果表明,超细水雾可扑灭较大密闭空间内的庚烷火,NaHCO3能够显著增强超细水雾的灭火效果。