不同低环境压力下扩散射流火焰高度的实验研究.pdfVIP

_礴黪彝峨 舞0 不同低环境压力下扩散射流火焰高度的实验研究 门庆 民 (烟 台市消防支队，山东 烟 台264O00) 摘 要 ：通过在变压力实验舱 中开展扩散射流火实验 ，研 高 5cm、外径 4．5cm 的缓冲圆柱，内部塞满填充物以缓 究 了不 同压力环境条件 下平均火焰高度 的分布特征 。研 究发 冲气流。实验过程 中，通过质量流量计调节气体流量控 现 ：各环境压力条件下平均火焰高度都呈现 出先随火源功率的 制火源热释放速率 HRR。 增加急剧增加 ，而后增加 的趋势又逐渐放缓的规律 。在火源功 3m 率较小时，各环境压力下平均火焰高度差别 比较 小，而随着火 源功率 的增加 ，各环境压力下平均火焰高度差别逐渐增大。在 火源功率相对较大的情况下，对于相 同火源功率 ，平均火焰 高 度随气压 的增加而 降低。通过 拟合 无 量纲 火焰 高度和 无量 纲 火源功率获得 了不 同压力环境下平均火焰高度拟合关系式 。 关键词 ：扩散射 流火焰；不 同低 气压环境 ；火焰高度 中图分类 号 ：X913．4，TK121 文献标 志码 ：A 文章编号 ：1009—0029(2013)1O一1067一O3 图 1 实验装置 图 火焰形态 的测量 由一 台DV来实现 。实验过程 中通 在火灾燃烧研究中，火焰形态特征是 国内众多学者 过摄像机每秒拍摄 25张火焰 图像 ，像素尺寸 768×576 研究的热点 问题 。McCaIfrey综合大量 的研究数据 ，建立 pixel。拍摄的 目标工况实验视频解压后成为图像序列， 了无量纲火焰高度和无量纲火源功率 的关系模型 。Dell— 将其逐帧转化成灰度 图，然后运用 Otsu方法转化成二值 chatsios则提 出了火焰弗劳德数这一参量 ，得 出了由浮力 图像 。统计每张二值 图像中每个像素点的值，并将其平 控制到动量控制的火焰高度预测模型。Heskestad等人 均后叠加形成概率火焰概率分布图，如 图2所示 。实验 对火焰高度都作 了较深入 的研究。Most研究 了重力和 工况如表 1所示 。实验过程中环境气压调节范 围为 6O～ 压力对油池火扩散火焰的影响。Wieser在不 同海拔高度 100kPa，火源功率变化范 围为 0．7～7．O4kw。 进行了燃烧速率和压力的实验研究。 近年来 ，尽管国内有些学者在西藏拉萨地 区开展 了 一 些低气压环境下的燃烧实验 ，但只是两种气压环境下 的对 比研究。对于不同低气压环境下的射流扩散火焰特 征变化规律 的研究较少 。而研究不同低气压特殊环境下 Z 均 的射流火焰燃烧行为对完善扩散射流火焰行为特征预测 火 焰 模型，加深对其反应机理的认识有重要参考意义 。同时， 尚 度 可为国内外同行验证扩散射流火数值模拟研究结果提供 一 定的数据支持 。 笔者在一个环境压力可变的实验舱 中开展射流扩散 图2 火焰高度分布概率图 火焰特征