油盘直径和高度对火旋风特征影响的试验研究

为考察油盘直径和高度对航空煤油火旋风特征的影响,利用四面边墙夹缝式火旋风试验装置,对地面到0.8 m高度,直径0.1,0.15和0.2 m池火形成的火旋风进行试验研究。首先利用Rankine涡理论,分析质量燃烧速率和速度环量的定量关系,探讨火旋风的气动平衡机制;再由电子天平记录的燃料质量随时间变化曲线,得到准稳定阶段火旋风质量燃烧速率;利用摄像机记录的火焰连续图像,获得火焰时平均高度。理论分析表明,就给定半径的油盘而言,在假定涡核半径与油盘半径之比不变的情况下,质量燃烧速率与速度环量成线性关系。分析试验数据发现,无量纲质量燃烧速率及无量纲火焰高度随无量纲油盘高度的增加均呈现负指数递减趋势,并逐渐趋于相近的常值。

四面火墙作用下中心油盘燃烧速率研究

为解决在实际溢油事故处理过程中,油膜、燃料、溢油范围及特征将限制就地燃烧法使用的问题,利用多油池火燃烧试验模拟就地燃烧法现场燃烧速率变化特征。首先,利用火旋风发生装置与多油池火模型建立四面火墙燃烧模型;然后,搭建火焰燃烧试验平台,利用现场试验法研究中心油盘高度、燃料体积(油膜厚度)及相邻火墙间距h对中心油盘燃料燃烧速率的影响,最后对所得数据进行拟合分析,探究燃烧速率变化特征。结果表明:相比于单一油池火燃烧,四面火墙条件下中心油池火火焰燃烧更为剧烈;平均燃烧速率与油盘高度呈负相关,与燃料体积呈正相关,相同条件下油盘高度每增加1倍,平均变化率约减小20%;燃料体积每减少一半,平均燃烧速率约减小25%;相邻火墙间距h=16 cm时对中心油盘燃烧速率的促进作用最强,最大可达32.4%。