开放空间航空煤油池火燃烧数值模拟.doc

开放空间航空煤油池火燃烧数值模拟油池火是由可燃液体意外泄漏后造成的液体燃烧形式,随着科学技术的发展,生活和生产中油的需耗量增大,在燃油的使用和运输过程中航空煤油泄漏造成的火灾发生的频率越来越高,并造成严重的后果。因此,了解油池火的燃烧特性对油池火灾的控制和扑救十分重要。开放空间油池燃烧受环境因素影响较大,研究开放空间池火的影响范围及影响因素十分重要。有风情况下的油池火的火焰高度、火焰倾斜角度、温度和辐射热流密度与无风情况下的燃烧状态存在很大的差异。论文通过数值模拟,研究环境风速对油池火周围环境温度和辐射热流密度的影响,并对有风情况下油池火的热辐射模型进行了探讨。随后对有风情况下油池火火焰高度和火焰倾斜角度进行研究,并建立了有风情况下油池火焰高度和火焰倾斜角度的模型。本文的主要研究内容如下:首先,应用FDS火灾模拟软件对开放空间的油池火进行数值模拟计算,并将油池火的质量燃烧速率、火焰高度和辐射热流密度的计算值与实验值进行对比分析,验证了FDS火灾模拟软件Deardorff模型对油池火计算的正确性。其次,研究了不同风速条件下,池火影响区域范围内环境温度和辐射热流密度的变化规律。结果表明,在油池上风侧,温度和辐射热流密度随着风速的增大而逐渐减小;在油池下风侧,温度和辐射热流密度随着风速的增大呈先递增后减小的趋势。且存在一临界风速,在临界风速区域范围内油池的燃烧特性依赖于风速的变化,临界风速区域外,燃料的燃烧特性受风速的影响较小,在分析中发现该临界值与油池尺度有关。最后,通过理论分析和对模拟数据的整理,建立了有风情况下的火焰高度和火焰倾斜角度的预测模型,并验证了预测模型准确性。