自然对流下含水率突变锯末阴燃转明火的实验研究

多孔固体可燃物含水率不连续分布会对其阴燃过程产生影响,并可能会促进阴燃向明火转变。该文对自然对流条件下含水率突变的锯末材料阴燃转明火过程进行实验研究。实验样品前半部分保持干燥,后半部分含水率增加(干基含水率:11.83%~60.35%)。实验结果表明,当后半部分干基含水率小于19.30%时,阴燃能够自维持传播;当后半部分干基含水率在20.40%~51.69%之间时,阴燃蔓延过程中会在含水率突变处形成有利于气体积聚的空隙,并发生向明火的转变;当后半部分干基含水率大于53.57%时,不会发生转明火现象。固体内部温度和气体产物演化过程表明,含水率突变处发生阴燃转明火是高温、突变处形成的空隙和可燃气体积聚共同作用的结果。

障碍物对火焰加速及爆燃转爆轰过程影响研究

为研究设障管内火焰传播特性以及爆轰转捩机理,比较固体障碍物和流体障碍物对火焰加速以及爆燃转爆轰(DDT)过程影响的区别,采用CFD软件对丙烷、氧气和氮气在爆轰管内爆燃转爆轰过程开展了模拟研究。研究结果表明:火焰前锋在固体障碍物的作用下,呈现先加速后减速的趋势;而火焰前锋在流体障碍物的作用下,加速趋势更为稳定。将首个固体障碍物改为流体障碍物能够缩短爆燃转爆轰的时间与距离,爆燃转爆轰距离与时间随着流体障碍物个数的增加呈现先减小后增加的趋势。

水平燃料床阴燃的传播及其向明火转捩的实验研究

本文研究了不同含水量的燃料床在不同风速下阴燃的传播速度，测量了不同含水量的燃料由阴燃转捩成明火的临界风速。实验结果表明燃料床的不同高度层阴燃发展传播的速度不同，正向阴燃和逆向阴燃的规律也不相同。阴燃转捩成明火的临界风速不但与燃料情况（如含水量等）有关，还与风速增加的规律有关。

聚氨酯泡沫材料密度对阴燃及向明火转化过程的影响

为了探讨材料参数对阴燃及向明火转化过程的影响,对水平放置在实验体中4种不同密度的聚氨酯泡沫进行阴燃实验研究,并选取2种典型密度材料利用气相色谱仪对气体产物进行分析,结合热分析研究材料密度对阴燃及向明火转化过程的影响机理。研究结果表明:在自然对流条件下,密度大的聚氨酯泡沫材料,反应产生的热量多。此外,密度大的聚氨酯泡沫在阴燃过程中产生较高浓度的CO气体,可提供充足的可燃气体,故更容易由阴燃向明火转化;而对于密度小的聚氨酯泡沫,在阴燃过程中产生的CO,CO2气体的量和消耗的O2的量变化小,放出的热量也较少,所以仅可以维持稳定的阴燃传播。材料密度对阴燃及向明火转化的过程有重要影响,实验结果对防止火灾事故的发生具有一定的现实意义。

测量爆燃到爆震转捩距离的离子探针技术研究

为了测量爆震管中从爆燃到爆震转捩距离,研制了一套基于对比电路的离子探针系统。通过该系统测量爆震管中火焰传播速度的轴向分布,确定了爆燃到爆震的转捩距离。系统结构简单,造价低廉,可用于高温环境下测量。运用该系统测量的乙炔与氧气混合气从爆燃到爆震转捩的距离,其结果与采用高频响的压力传感器系统的测量结果一致。

阴燃转捩为明火燃烧的分岔特性及气相反应临界状态消失分析

通过理论分析研究了燃料阴燃着火-熄火及向明火转捩的分岔特性。以1β为控制参数对燃料阴燃着火-熄火及向明火转捩的发生进行了的分岔分析。计算表明:分岔曲线明显地分为固相着火区和气相着火区,整个变化过程呈现出二次分岔特点。通过气相反应临界状态消失分析可知:2ε=0.05是气相反应的分岔曲线临界状态消失的转变点,2ε值越大,燃料在阴燃越容易发生气相反应,但温度降低;2α=0.53也是气相反应临界状态的一个转变点,2α越大气相反应的温度越接近于固相阴燃温度,而且当α2→+∞时,只有固相阴燃反应存在而不会发生气相反应。

阴燃过程及其传播机理的分析与研究

本文对阴燃的两种模型—一维模型和多维模型 ,进行了深入研究。通过单向(正向和反向传播 )一维模型和几种复杂多维模型的研究 ,详尽分析了维持阴燃的条件及影响阴燃传播的主要因素 。

亚毫米空间内火焰从层流向爆燃模式的转变特性研究

为了探究微小空间内的火焰加速特性,在一个可视化的、特征间距为0.45mm的微尺度定容燃烧室内,实验研究了丙烷/氢气/空气预混的火焰传播特性。实验考察了亚毫米空间条件下掺氢比例、混合气初始温度和初始压力对火焰传播的影响,其中掺氢比例分别为0.2和0.4,初始温度分别为290K和306K,初始压力从0.1MPa到0.3MPa。实验观察到了火焰在传播过程中加速,并发生缓燃转变到爆燃的现象,火焰传播速度获得大幅提升。另外发现初始压力的提升有利于加速火焰传播,提升峰值压力,且较小幅度的初始温度上升能够有效提高火焰传播速度。

六毫米内径管道中的单次爆震实验研究

为研究微尺度下的爆震波传播特性,用乙烯和氧气为燃料和氧化剂,在6mm内径的管道内进行了爆震实验研究。实验表明,气体混合物在该尺度下可以产生稳定的爆震波,且爆震强度和火焰传播模式等受当量比影响较大。实验在不同当量比下得到了缓燃转爆震的距离,其中当量比1.4时距离最短,当量比大于2.2时爆震不稳定。用高速摄像机拍摄了当量比0.8,1.4和2.2下的火焰传播过程,发现了多种火焰形态并分析了形成原因;测量了三种当量比下的爆震速度和压力,发现当量比2.2时的爆震压力和速度最大,0.8时最小。实验值与C-J爆震理论值吻合较好。

少量聚氨酯泡沫样品从阴燃到有焰燃烧的变化研究(英文)

试验主要观察处于阴燃状态的少量聚氨酯泡沫样品的流速、氧气浓度和辐射热通量对气/固界面的影响。因为此试验研究对象是少量聚氨酯汽沫,所以阴燃蔓延以及转化到有焰燃烧时必须借助于降低热损失并同时增加其氧气浓度。试验中,我们把呈平行六面体的样品竖向放置在风道中。样品的其中三个侧边处在高温状态,第四边暴露在上升气流和辐射中。结果发现,随着气流流速的降低以及氧气浓度的增加,或者增加辐射通量,都会加快其变成有焰燃烧的过程,减少这种变化的延误时间。试验结果表明,炭化部位内部的有焰变化因阴燃作用而出现滞后,这已经通过超声波穿透样品内部得到了证实。笔者这里给出了简化了的分析,证明这种变化可以作为一个气相燃烧程序进行处理。

双组分混合气态燃料爆震起爆特性

在爆震燃烧中,与液态燃料相比气态燃料具有更好的起爆性能和可爆极限。在一定温度和压力下,液态碳氢燃料燃烧伊始发生的吸热裂解反应会产生小胞格尺寸的轻质气态小分子,其混合物组合可有效降低可燃混合物的临界起爆能量并提升燃料整体的起爆性能。研究液态燃料裂解反应中气态产物组分及含量对缓燃向爆震转变过程时间及距离的影响规律,有助于掌握形成易爆混合物的条件,指导液态燃料爆震燃烧室的设计。本文采用光学测量方法,对RP-3航空煤油热裂解反应的主要产物双组分气态燃料的起爆性能进行了实验研究,对不同组分燃料的起爆过程中火焰传播速度进行对比。结果表明:生成的甲烷摩尔分数大于60%时不能实现爆震起爆,烯烃类等气态不饱和烃可增强混合燃料的起爆性能。同时,适当地提高当量比,可以扩大混合燃料的可爆极限。