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细水雾特性及其在狭长空间降温效果的研究

液体雾化是能源动力、航空航天、化工、农业以及环境工程等许多研究领域的一个重要课题。在雾化液体的喷嘴中,压力式喷嘴具有结构简单、雾化性能好、能耗低等诸多优点,在工程上被广泛地应用。在产生大量热量的狭长空间,用细水雾辅助降温不失为一种可行的方法。目前国内外有关细水雾降温的研究还比较少,为此本文针对细水雾的特性及其在狭长空间的降温效果进行了如下研究。建立了液滴蒸发的数理模型,并对模型进行了求解,分析了液滴在空气中的蒸发寿命。通过实例求解得到了液滴蒸发时非稳态阶段所需的时间、液滴的温度及直径随环境温度的变化规律。应用有效薄膜理论,对细水雾降温的机理进行了分析。研究了几种常用的压力式喷嘴的流量特性及雾化特性,分析了影响喷嘴特性的主要因素,研究发现:喷嘴特性主要受结构参数和运行参数的影响。首次拟合出了所研究喷嘴的流量关联式及雾化粒子直径的经验公式,并得到了它们的流量系数。研究了某种螺旋型喷嘴雾化粒子的直径随喷雾压力的变化规律,并得到了该种喷  (本文共162页) 本文目录 | 阅读全文>>

浙江大学
浙江大学

固定式高压单相流细水雾灭火系统研究

细水雾灭火系统由纯水液压元件和雾化喷头等部件组成,具有用水量少、不污染环境、灭火效能高等优点。随着人们对环境保护和火灾防护的日益关注,细水雾灭火技术近年来快速发展,已成为今后最重要的灭火技术之一。目前有两个主要问题限制了细水雾灭火技术的进一步发展:一是细水雾喷头的喷雾效果还不够理想,尤其是喷头的喷雾保护半径小,不能充分发挥细水雾的灭火能力;二是人们对细水雾的灭火机理还不完全掌握,还不能制订出科学的细水雾灭火系统设计及安装标准。所以有必要研制高效雾化细水雾喷头,增大喷头的喷雾保护半径,并通过细水雾灭火试验和灭火仿真来发现细水雾灭火的规律,为细水雾灭火系统的设计及安装提供指导。本文以固定式高压单相流细水雾灭火系统为研究对象,采用理论分析、仿真与试验相结合的手段对其进行了系统研究。设计了由纯水液压柱塞泵驱动的固定式高压单相流细水雾灭火系统样机,将纯水液压元件成功应用到消防领域。提出一种新型两级雾化喷嘴结构,研制出新型的两级雾化细水雾喷...  (本文共138页) 本文目录 | 阅读全文>>

中国科学技术大学
中国科学技术大学

细水雾与火灾烟气相互作用的模拟研究

传统的卤代烷灭火剂对大气臭氧层有严重的破坏作用,自蒙特利尔公约签订以来,寻找合适的卤代烷替代物已经成为国际火灾科学研究的当务之急。细水雾以其高效、稳定、成本低、易于得到及对环境友好等特点,成为当前国际火灾科学前沿的研究热点和难点之一。目前国际上关于细水雾与火灾烟气相互作用的研究尚处于起步阶段,本文通过实验研究和场模拟的方法系统地研究了细水雾与烟气的相互作用。利用场发射扫描的方法,拍摄了细水雾作用前后柴油和橡胶燃烧产生的烟颗粒形貌。通过烟颗粒采样标本的统计分析发现,在细水雾作用下烟颗粒的采样平均直径d_A有所增大,表面密度ρs有所减小。研究表明细水雾主要通过动力学作用、云物理学作用和斯蒂芬流输运机理来冲刷烟颗粒。粒径较小的细水雾蒸发速率快,这使得火灾环境快速形成过饱和蒸汽,烟颗粒吸收了过饱和水蒸气,体积和重量有所增大。粒径较小的雾滴可长时间悬浮在空中与烟颗粒发生凝聚、合并。速度较大的细水雾能够更加有效的冲击烟颗粒,强化烟颗粒与雾滴...  (本文共151页) 本文目录 | 阅读全文>>

中国科学技术大学
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多组分细水雾与扩散火焰相互作用的模拟研究

细水雾作为哈龙替代品之一,由于灭火高效、无毒,价格低廉和对环境友好等优良特性,在全球范围内受到普遍重视并获得广泛研究。但是,细水雾仍属于抑制熄灭火灾的物理方法,灭火效能要低于哈龙等化学灭火剂,并在某些特殊火灾场景下的应用存在局限性。因此通过向细水雾中添加其它物质,对细水雾的物理或化学性质进行改性,增强其物理灭火作用或增加化学灭火作用,成为国际火灾科学前沿研究热点之一。另一方面,细水雾的灭火机理复杂,影响细水雾灭火性能的因素众多。迄今为止,在细水雾灭火系统的设计与评价中还不能倚赖于一般性原则或统一标准,必须依照相应的实验和测试规范,这不利于细水雾灭火技术的推广应用。因此,发展合理可靠的数值预测方法,减少对实验的依赖,降低设计成本是拓展细水雾灭火技术应用的另一个关键所在。解决上述两个问题的核心和基础是细水雾及添加剂与扩散火焰的相互作用。鉴于当前的研究现状,本文的研究目标有三方面:一是建立小尺度的扩散火焰装置,应用先进的实验诊断方法,...  (本文共241页) 本文目录 | 阅读全文>>

中南大学
中南大学

细水雾抑制室内火灾的理论与试验研究

本文通过理论研究、数值分析及模拟实验相结合的方法,对细水雾与高温环境的热质交换、室内火灾熄灭的临界条件及理论临界水流量计算、细水雾熄灭受限空间煤油池火主导机理和灭火复合添加剂选择等方面进行了较为深入的研究,完成的研究工作及取得的主要进展如下:1.从雾滴在空气中的受力运动分析入手,建立了雾滴运动方程。针对典型滴径及不同出口初速度的雾滴运动状况进行了数值计算,得出了细水雾雾滴的基本运动规律,确定了终端速度与滴径呈平方关系和线性关系的分界直径为80μm。2.建立了单个雾滴在静态环境及其在强迫对流环境中的热质交换方程,得出了雾滴与高温环境的热质传递基本规律。提出细水雾主要通过沸腾机制实现与火场高温环境的热质交换;首次考虑了在强迫对流环境中热质传递、滴径变化与速度变化的耦合作用,提出雾滴的生存时间与初始滴径不再呈平方关系;由雾滴的热作用距离判断,对于1,2级细水雾,灭火作用主要依赖于汽化吸热。3.应用室内火灾的区域模型和熄火热理论,推出了...  (本文共142页) 本文目录 | 阅读全文>>

《科学技术创新》2018年30期
科学技术创新

高压细水雾灭火技术在灭火中的应用

火灾是人类社会十分严重的一种灾害,应用科学的灭火技术可极大水平缩减火灾事故所造成的生命财产损失,...  (本文共2页) 阅读全文>>