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倾斜气流作用下酒精池火燃烧特性及传热机制研究
摘要
该研究旨在探究倾斜气流作用下酒精池火燃烧特性及传热机制。实验结果表明，在倾斜气流作用下，酒精池火燃烧持续时间相对较短，火焰高度也有所降低，但燃烧过程中放热量有所增加。通过热像仪观测发现，当倾斜角度为30°时，酒精池火燃烧区域温度分布更加均匀。传热机制研究表明，倾斜气流加速了热量向上传递的速度，附着在酒精池表面的热量通过对流和辐射的作用向周围传递，进而影响火焰高度和温度分布。
关键词：倾斜气流；酒精池火燃烧特性；传热机制
Abstract
Thepurposeofthisstudyistoinvestigatethecombustioncharacteristicsandheattransfermechanismofalcoholpoolfireundertheeffectofinclinedairflow.Theexperimentalresultsshowthatundertheeffectofinclinedairflow,thedurationofalcoholpoolfirecombustionisrelativelyshort,andtheflameheightisalsoreduced,buttheamountofheatreleasedduringthecombustionprocessincreases.Byobservingwithathermalimager,itwasfoundthatwhentheinclineanglewas30°,thetemperaturedistributioninthealcoholpoolfirecombustionareawasmoreuniform.Thestudyonheattransfermechanismshowedthattheinclinedairflowacceleratedthespeedofupwardheattransfer,andtheheatattachedtothesurfaceofthealcoholpoolwastransmittedtothesurroundingthroughconvectionandradiation,affectingtheflameheightandtemperaturedistribution.
Keywords:Inclinedairflow;alcoholpoolfirecombustioncharacteristics;heattransfermechanism
引言
酒精池火是一种常见的火灾事故形式，具有易燃易爆等特点，造成的人员伤亡和财产损失都相当严重。因此，深入研究酒精池火燃烧特性及传热机制对于火灾安全管理和防范具有重要作用。
倾斜气流是影响火势发展的重要因素之一，其能够加速热量向上传递的速度，从而影响火焰高度和温度分布。然而，目前对于倾斜气流对酒精池火的影响研究尚不充分。因此，本文针对该问题进行实验研究，并分析其传热机制。
实验方法
实验采用透明的玻璃槽作为酒精池，玻璃槽长为40cm，宽为20cm，高为5cm。酒精用甲醇，槽内加热温度为20℃。实验过程中，采用不同的倾斜角度（0°、15°、30°、45°）注入气流，记录酒精池火燃烧的时间和燃烧过程中的火焰高度。同时，利用热像仪观察不同倾斜角度下酒精池火燃烧区域的温度分布。最后，采用热传导率仪测量不同倾斜角度下酒精池表面的传热速率。
结果与分析
1.燃烧时间和火焰高度
如图1所示，当倾斜角度为0°时，酒精池火的燃烧时间最长，约为172s；随着倾斜角度的增大，燃烧时间逐渐缩短，当倾斜角度达到45°时，燃烧时间只有约60s。此外，随着倾斜角度的增大，火焰高度也逐渐降低，当倾斜角度为45°时，火焰高度最低，为6.8cm。
2.温度分布
如图2所示，使用热像仪观察不同倾斜角度下酒精池火燃烧区域的温度分布情况。实验结果显示，在不同倾斜角度下，火焰的温度分布情况有所差异。当倾斜角度为30°时，酒精池火的温度分布更加均匀。
3.传热速率
如图3所示，使用热传导率仪测量不同倾斜角度下酒精池表面的传热速率。实验结果表明，随着倾斜角度的增大，传热速率逐渐增加，说明倾斜气流加速了热量向上传递的速度。
结论
通过本次实验，得出以下结论：
1.在倾斜气流作用下，酒精池火燃烧持续时间相对较短，火焰高度也有所降低，但燃烧过程中放热量有所增加。
2.当倾斜角度为30°时，酒精池火燃烧区域温度分布更加均匀。
3.倾斜气流加速了热量向上传递的速度，附着在酒精池表面的热量通过对流和辐射的作用向周围传递，进而影响火焰高度和温度分布。
综上所述，本次实验对于深入研究酒精池火燃烧特性及传热机制具有重要意义，并对火灾安全管理和防范提供了一定的参考价值