单液滴与着火液体相互作用动力学特性研究

发布时间：2024-03-30 09:43

　　水雾以其无污染、高效能、冲刷烟颗粒等优点被广泛应用于消防领域。国内外学者对水雾灭火进行了大量的研究,但大部分集中在宏观层面,无法更为细致地揭示水雾滴与火焰、燃料相互作用的本质规律。水雾滴在穿越火焰撞击燃料的过程中存在着诸多的基础研究问题,如:水雾滴穿越火焰过程中火羽流对液滴速度的衰减作用;水雾滴到达燃料后,两者相互作用的动态过程;水雾滴与燃料之间的传热传质过程;水雾在扑救高温燃料火灾初期,火焰出现强化现象机理等。据此,从单个雾滴角度探究水雾与燃料相互作用的动态过程是十分必要的。为了从本质上认识水雾灭火过程中涉及的诸多基础研究问题,本文开展了单液滴穿越火焰撞击燃料的动力学特性研究。科学地认识单个液滴与燃料之间的相互作用过程,可以为我们了解水雾灭火效能和机理打下基础。发现了典型撞击现象,分析了油池温度及水滴韦伯数对撞击现象的影响。实验研究了单个水滴撞击受热油池(油池温度变化范围为30-78℃)的动力学特性。利用高速摄影技术记录了单个水滴撞击受热燃料的动态过程。观察到了三种典型现象(穿透Penetration,弹坑射流Crater-Jet,表面气泡Surface bubble)并绘制了典型现...

【文章页数】：131 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图１．１薄液膜油池中的皇冠结构??液滴与深油池相互作用早在一个世纪之前就被学者关注，如Ｒｅｎｏｌｄｓ＾４，?７］在??

步增加射流顶部会分离出液滴。此外，一些学者对液滴撞击薄膜??油池也进行了相关研究，其中最显著的结构是皇冠结构（ｃｒｏｗｎ）边缘出现的细??丝状结构，如图１．１所示。国内大连理工大学学者梁刚涛等［８］对液滴撞击液面??（薄油池）的质量与动量关系进行了综述。文中探讨了皇冠（ｃｒｏｗｎ....

图１．３表面气泡形成过程［２５］??（２）被撞击燃料物性对撞击现象的影响??

难捕捉到这些稍瞬即逝的现象。Ｅｄｇｅｒｔｏｎ等于１９５４年采用粘性较大的牛奶作??为被撞击液体（粘性较大的液体可延长撞击作用过程）顺利捕捉到了皇冠飞濺??的现象，如图１．２所示。Ｆｒａｎｚ［２５］在１９５９年研究了大液滴以５ｍ／ｓ￣９ｍ／ｓ的终端??速度撞击液体的过程，发现了皇冠....

图１．２皇冠飞濺＾??

难捕捉到这些稍瞬即逝的现象。Ｅｄｇｅｒｔｏｎ等于１９５４年采用粘性较大的牛奶作??为被撞击液体（粘性较大的液体可延长撞击作用过程）顺利捕捉到了皇冠飞濺??的现象，如图１．２所示。Ｆｒａｎｚ［２５］在１９５９年研究了大液滴以５ｍ／ｓ￣９ｍ／ｓ的终端??速度撞击液体的过程，发现了皇冠....

图１．４单个直径为２．０?ｍｍ液滴撞击液面实验结果（撞击速度为２．１７?ｍ／ｓ）【ｌ２〗??

Ｗａｎｇ等【１８］研究表明，当液滴以较低韦伯数撞击液面时，粘性力对飞溅的发生??起阻碍作用。Ｖａｎｄｅｒ－Ｗａｌ等［１２］采用不同密度、粘性力、表面张力的液体进行了??一系列实验，实验结果如图１．４所示。从图中可以发现，庚烷和癸烷的皇冠状??结构的上边缘会形成次生液滴，而十六烷、....

本文编号：3942170