红外热成像方法测量火旋风温度的实验研究 被引量：12

1

作者 秦俊 廖光煊 +1 位作者 王喜世 范志航 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2002年第1期33-36,共4页

应用热成像方法获得了火旋风特有的物理现象 ,火焰的大高度直径比 ;并将细水雾作用于火旋风和油池火实验 ;相同的雾通量作用下 ,火旋风能被熄灭 ,油池火却不能被灭掉。由此而对细水雾作用于火旋风的机理进行了讨论 ,对于不同物理形态的... 应用热成像方法获得了火旋风特有的物理现象 ,火焰的大高度直径比 ;并将细水雾作用于火旋风和油池火实验 ;相同的雾通量作用下 ,火旋风能被熄灭 ,油池火却不能被灭掉。由此而对细水雾作用于火旋风的机理进行了讨论 ,对于不同物理形态的火焰 ,细水雾灭火的有效性不同。 展开更多

关键词 红外热像仪 火旋风 温度测量 火灾 实验

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外加环量作用下单油盘火旋风实验研究 被引量：8

2

作者 王爽 王振峰 +2 位作者 张卫 于政达 江平 《消防科学与技术》 CAS 北大核心 2016年第1期18-22,共5页

利用半开放式火旋风实验装置开展了三种直径的油盘和三种外加环量的火旋风实验,应用Origin软件对数据进行分析并对比普通池火,得出不同尺寸油盘和环境流场参数条件下火旋风的火焰高度、质量燃烧速率的变化规律。提出火旋风质量燃烧速率... 利用半开放式火旋风实验装置开展了三种直径的油盘和三种外加环量的火旋风实验,应用Origin软件对数据进行分析并对比普通池火,得出不同尺寸油盘和环境流场参数条件下火旋风的火焰高度、质量燃烧速率的变化规律。提出火旋风质量燃烧速率、火焰高度的半经验线性关系式,分析预测模型与前人不同的原因。 展开更多

关键词 火旋风 外加环量 质量燃烧速率 火焰高度

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三维LDV测量火旋风的实验研究 被引量：4

3

作者 秦俊 廖光煊 +1 位作者 王喜世 范志航 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2002年第5期476-480,共5页

应用三维激光多普勒测速计LDV（Laser Doppler Velocimeter）系统,通过观察和测量火旋风的卷吸的现象,对火旋风速度场进行了有效的测量,获取了火旋风的径向速度、切向速度和轴向速度等特件参数,深化认识火旋风的卷吸机理;用热成像和热... 应用三维激光多普勒测速计LDV（Laser Doppler Velocimeter）系统,通过观察和测量火旋风的卷吸的现象,对火旋风速度场进行了有效的测量,获取了火旋风的径向速度、切向速度和轴向速度等特件参数,深化认识火旋风的卷吸机理;用热成像和热电偶方法采集得到了火旋风的温度场的结构和形状。为下一步进行火旋风卷吸的现象的实验研究打下了良好的基础。 展开更多

关键词 三维LDV 火旋风 卷吸 三维激光多普勒测速计 径向速度 切向速度 轴向速度

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小尺寸方形竖槽道火旋风的实验研究及火焰特征 被引量：6

4

作者 杨春英 武红梅 霍岩 《燃烧科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期203-208,共6页

为进一步研究火旋风机理,在实验室条件下进行了小尺寸方形竖槽道内的火旋风实验.通过观察实验现象,发现在该槽道内形成的旋转火焰在竖直方向上有明显的分界,根据火焰特征将其在高度上分为3个区域.在匀速旋转坐标系下,对该物理现象进行... 为进一步研究火旋风机理,在实验室条件下进行了小尺寸方形竖槽道内的火旋风实验.通过观察实验现象,发现在该槽道内形成的旋转火焰在竖直方向上有明显的分界,根据火焰特征将其在高度上分为3个区域.在匀速旋转坐标系下,对该物理现象进行了深入分析,得出火旋风稳定时旋转火焰的动量方程,进一步分析得到旋转火焰最大轴向速度取决于旋转火焰中心和外围热空气的温度差以及旋转火焰顶端的第3区域火焰长度.同时还得到旋转火焰最大周向速度与最大轴向速度的关系,其取决于油盆半径和旋转火焰顶端主要受浮力作用的火焰长度. 展开更多

关键词 小尺寸实验 火旋风 浮力 速度

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基于FDS的不同狭缝火旋风模拟研究 被引量：6

5

作者 李迁 朱国庆 李俊毅 《消防科学与技术》 CAS 北大核心 2016年第10期1359-1362,共4页

研究用Pyrosim火灾模拟软件基于FDS模拟不同狭缝宽度对火旋风的影响。选取狭缝宽度分别为80、200、320、450mm进行模拟,并利用Tecplot360软件绘制出温度等值线图,进行分析比较。结果表明:狭缝宽度为80mm时热释放速率最大,320mm时热释放... 研究用Pyrosim火灾模拟软件基于FDS模拟不同狭缝宽度对火旋风的影响。选取狭缝宽度分别为80、200、320、450mm进行模拟,并利用Tecplot360软件绘制出温度等值线图,进行分析比较。结果表明:狭缝宽度为80mm时热释放速率最大,320mm时热释放速率最小;450 mm时温度最高,80mm时温度最低;450mm时火焰高度最高,80mm时火焰高度最低且是间歇火旋风;450mm时最先形成火旋风,200mm时最后形成,80mm除外。从计算机模拟图片及绘制的等值线图中可以看出火旋风形成的位置,其移动方向为逆时针方向。 展开更多

关键词 火旋风 FDS 等值线 热释放速率 温度

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单侧缝竖形槽道内的火旋风中心区域特性 被引量：4

6

作者 武红梅 周允基 郜冶 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期329-335,共7页

火旋风的本质是一种有燃烧反应的有旋流动,为了进一步了解其发生机理,采用大尺寸的(2.0 m×2.0 m×15.0 m)火旋风发生装置进行了实验.该装置为单侧缝、底部有小开口的竖形槽道,并采用大涡模拟技术对底部有3个小开口的情况进行... 火旋风的本质是一种有燃烧反应的有旋流动,为了进一步了解其发生机理,采用大尺寸的(2.0 m×2.0 m×15.0 m)火旋风发生装置进行了实验.该装置为单侧缝、底部有小开口的竖形槽道,并采用大涡模拟技术对底部有3个小开口的情况进行了数值模拟,还分别对底部无小开口、底部有三侧全打开、有1个和2个小开口的情况进行了数值模拟研究.得到了除在底部三侧全打开时没有火旋风形成,其他情况皆能形成火旋风的结果.在能形成火旋风的情形下,得到了火旋风的中心温度和轴向速度随高度的分布规律,同时发现火旋风的旋转中心偏离几何中心以及火旋风的火焰顶端不连续的特征. 展开更多

关键词 单侧缝槽道 火旋风 中心温度 大涡模拟

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竖通道内火旋风中轴线羽流温度特性 被引量：2

7

作者 霍岩 李玉峰 +1 位作者 黄德香 董惠 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第8期113-116,共4页

为掌握竖通道内火旋风热流场温度特性,利用数值模拟方法对竖通道内火旋风中轴线上温度进行研究.通过将数值模拟结果和实验数据对比,验证了构建的数学模型对有侧开缝的竖通道内火旋风中轴线上温度模拟的准确性;基于Mc Caffrey油池火羽流... 为掌握竖通道内火旋风热流场温度特性,利用数值模拟方法对竖通道内火旋风中轴线上温度进行研究.通过将数值模拟结果和实验数据对比,验证了构建的数学模型对有侧开缝的竖通道内火旋风中轴线上温度模拟的准确性;基于Mc Caffrey油池火羽流温度分区思想,发现竖通道内火旋风羽流温度可被近似为3个被纵向拉长的区域;通过对结果的数据拟合得到了适用于竖通道内火旋风中轴线上羽流温度计算公式的各分区高度及公式中相应系数值. 展开更多

关键词 竖通道 火旋风 火羽流 温度

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小尺度火旋风临界环量数值模拟与特性分析 被引量：6

8

作者 张光辉 夏子潮 毛少华 《消防科学与技术》 CAS 北大核心 2018年第4期477-480,共4页

为奠定中大尺度火旋风成型临界环量理论及实验基础,规避火旋风的生成和威胁,基于6壁面强制诱导火旋风发生装置,采用大涡模拟技术,开展小尺度火旋风成型临界环量数值模拟研究。通过数值模拟计算小尺度火旋风的临界环量,采用线性拟合提出... 为奠定中大尺度火旋风成型临界环量理论及实验基础,规避火旋风的生成和威胁,基于6壁面强制诱导火旋风发生装置,采用大涡模拟技术,开展小尺度火旋风成型临界环量数值模拟研究。通过数值模拟计算小尺度火旋风的临界环量,采用线性拟合提出小尺度火源火旋风的临界环量与火源尺寸的关系式,得到特定单位面积热释放速率条件下,小尺度火旋风的临界环量Γ与火源尺寸l成Γ=0.465 8+0.081 29l的线性关系。通过旋风速度参量分析,得到火旋风切向速度沿径向方向从涡核中心到涡核半径处近似线性增加到最大值并沿涡核半径外缓慢下降,切向速度沿高度方向先增大后减小等变化规律,发现火旋风切向速度与Rankine涡模型相符。 展开更多

关键词 火旋风 临界环量 大涡模拟

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基于FDS小型可控火旋风试验与数值模拟 被引量：1

9

作者 解北京 杨宇 曾膑 《消防科学与技术》 CAS 北大核心 2018年第5期590-592,596,共4页

为了研究火旋风与池火火焰形态、温度变化之间的差异,利用设计自制的旋风罩小型火旋风发生装置,通过室内正庚烷燃烧试验和FDS数值模拟两种方式,对比分析火旋风与正常池火的火焰形态、温度变化、燃烧速率。研究表明:旋风罩的特殊构造使... 为了研究火旋风与池火火焰形态、温度变化之间的差异,利用设计自制的旋风罩小型火旋风发生装置,通过室内正庚烷燃烧试验和FDS数值模拟两种方式,对比分析火旋风与正常池火的火焰形态、温度变化、燃烧速率。研究表明:旋风罩的特殊构造使气体在其中可以形成均匀稳定的旋转流,易于形成火旋风;火旋风火焰燃烧形态比普通油池火剧烈稳定,火旋风的火焰高度和火焰稳定区域均比普通油池火火焰大。 展开更多

关键词 火旋风 FDS 火灾模拟 火焰稳定区域 温度

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典型条件下火旋风的特性研究 被引量：2

10

作者 唐翠英 林龙沅 +2 位作者 卢毅 张明星 任玲 《消防科学与技术》 CAS 北大核心 2019年第10期1357-1361,共5页

为了研究在不同条件下形成的火旋风特性,应用"正六边形柱体+狭缝"火旋风实验平台开展完善和不完善条件下火旋风的特性研究。测试火旋风上部、中部和下部的温度变化过程,对比了两种条件下,不同燃料在不同尺寸的油盘中燃烧形成... 为了研究在不同条件下形成的火旋风特性,应用"正六边形柱体+狭缝"火旋风实验平台开展完善和不完善条件下火旋风的特性研究。测试火旋风上部、中部和下部的温度变化过程,对比了两种条件下,不同燃料在不同尺寸的油盘中燃烧形成火旋风的温度峰值、温度波动标准差值和燃烧时间。结果表明:实验条件越完善,形成的火旋风越稳定;相同质量条件下,不同燃料的燃烧时间为:工业酒精>柴油>煤油>汽油;温度稳定性为:汽油>煤油>柴油>工业酒精;随着火源尺寸减小,燃料燃烧时间变长,火旋风的稳定性变差,沿着火焰竖直方向不同高度上的温差增大。 展开更多

关键词 火旋风 火源尺寸 温度稳定性 燃烧时间

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开放环境下火旋风火焰温度变化规律实验研究 被引量：6

11

作者 王鹏飞 刘晅亚 张笑怡 《消防科学与技术》 CAS 北大核心 2018年第2期153-156,共4页

借助空气幕火旋风实验平台开展了开放环境下火旋风火焰温度变化规律的研究。利用热电偶阵列测量了不同高度和不同油盘直径下的火旋风径向温度,发现开放环境下的火旋风径向温度分布在较低位置处符合双峰型分布,表明富燃区的存在;随着高... 借助空气幕火旋风实验平台开展了开放环境下火旋风火焰温度变化规律的研究。利用热电偶阵列测量了不同高度和不同油盘直径下的火旋风径向温度,发现开放环境下的火旋风径向温度分布在较低位置处符合双峰型分布,表明富燃区的存在;随着高度的增加,径向温度由双峰型分布逐渐向高斯分布转变,表明火焰内富燃区逐渐消失。利用双热电偶测温方法,对火焰中心轴线上的温度进行了修正。根据火旋风火焰径向温度分布的特点,估算了火焰表面温度随高度的变化情况。 展开更多

关键词 火旋风 火焰温度 温度修正 双峰分布

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一种简易稳定火旋风火焰多参量测量系统 被引量：3

12

作者 杨潘 解北京 《消防科学与技术》 CAS 北大核心 2017年第10期1352-1355,共4页

研制一种简易稳定火旋风测量演示装置和多参量测试系统。装置主要由旋风罩、竖直槽道组成,实现火旋风的形成和风流旋转观测。利用该系统开展了75%、100%酒精和正庚烷燃料以及不同质量正庚烷燃料火旋风实验,分析温度和火焰光信号变化,并... 研制一种简易稳定火旋风测量演示装置和多参量测试系统。装置主要由旋风罩、竖直槽道组成,实现火旋风的形成和风流旋转观测。利用该系统开展了75%、100%酒精和正庚烷燃料以及不同质量正庚烷燃料火旋风实验,分析温度和火焰光信号变化,并通过火焰光信号的STA/LTA算法分析将火旋风火焰分为三个区域。 展开更多

关键词 火旋风 热电偶 火焰光信号 火焰分区结构 STA/LTA算法

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环境风诱发中尺度方形油池火旋风试验研究 被引量：2

13

作者 官宝宁 张光辉 +1 位作者 梁勇 姜伟 《消防科学与技术》 CAS 北大核心 2020年第10期1349-1353,共5页

为了获取火旋风形成的动态过程和特性参数规律,对比分析与普通火灾的危险性,以风洞模拟环境主风场为诱发条件,设计长6 m、宽6 m的中尺度柴油火旋风试验平台,采用热线风速仪、辐射热流计、DV摄像仪和自制热释放速率测量装置采集试验数据... 为了获取火旋风形成的动态过程和特性参数规律,对比分析与普通火灾的危险性,以风洞模拟环境主风场为诱发条件,设计长6 m、宽6 m的中尺度柴油火旋风试验平台,采用热线风速仪、辐射热流计、DV摄像仪和自制热释放速率测量装置采集试验数据。结果表明:火旋风形成过程分为普通油池火、间歇性火旋风、局部火旋风和扬沸4个阶段;火旋风形成后,稳定火旋风阶段油池的最大质量损失速率是同尺度普通柴油池火的2.44倍,平均火焰高度是相应普通油池火的1.49倍;火旋风羽流温度随着火旋风占空比的提升持续增大,竖直方向平均辐射热通量是相应普通柴油池火的1.89倍。 展开更多

关键词 环境风 中尺度油池火 火旋风 质量损失速率 火焰高度 羽流温度

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火旋风质量燃烧速率与热释放速率研究 被引量：3

14

作者 王亨 王飞 +1 位作者 王爽 江平 《消防科学与技术》 CAS 北大核心 2017年第9期1203-1206,共4页

搭建实验平台,形成两个逆向旋转的涡场,研究逆向旋转火旋风质量燃烧速率与速度环量之间关系。建立火旋风质量燃烧速率理论模型,证明在稳定态无量纲质量燃烧速率与无量纲速度环量呈线性关系。基于实验数据得到归一化的质量燃烧速率、热... 搭建实验平台,形成两个逆向旋转的涡场,研究逆向旋转火旋风质量燃烧速率与速度环量之间关系。建立火旋风质量燃烧速率理论模型,证明在稳定态无量纲质量燃烧速率与无量纲速度环量呈线性关系。基于实验数据得到归一化的质量燃烧速率、热释放速率和速度环量的半经验-半理论关系式,与实验数据均吻合较好,可用于一定尺度的双火旋风质量燃烧速率或热释放速率的预测。分析表明,涡核低压区对燃料和空气的抽吸作用,对火旋风质量燃烧速率和质量流率的影响都是不应忽视的。 展开更多

关键词 逆向旋转火旋风 航空煤油 质量燃烧速率 速度环量 Rankine复核涡理论 抽吸效应

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障碍物诱发作用下中尺度方形油池火旋风模拟试验研究

15

作者 张光辉 梁勇 姜伟 《海军工程大学学报》 CAS 北大核心 2021年第2期97-102,106,共7页

为了获取火旋风形成的动态过程和特性参数规律,对比分析了其与普通火灾的危险性,设计了一种以风洞模拟环境主风场,以“L”型障碍物遮挡为诱发条件的长2 m、宽2 m的中尺度柴油火旋风试验平台,并采用热线风速仪、热电偶、辐射热流计、DV... 为了获取火旋风形成的动态过程和特性参数规律,对比分析了其与普通火灾的危险性,设计了一种以风洞模拟环境主风场,以“L”型障碍物遮挡为诱发条件的长2 m、宽2 m的中尺度柴油火旋风试验平台,并采用热线风速仪、热电偶、辐射热流计、DV摄像仪和自制热释放速率测量装置等手段采集了试验数据。试验结果表明:火旋风形成过程分成普通油池火、间歇性火旋风、稳定火旋风和扬沸4个阶段;火旋风形成后,稳定火旋风阶段油池的最大质量损失速率是同尺度普通柴油池火的4.17倍,平均火焰高度是相应普通油池火的1.36倍;火旋风羽流温度随着火旋风“占空比”的提升而持续增大,竖直方向平均辐射热通量是相应普通柴油池火的2.02倍,水平方向平均辐射热通量是相应普通柴油池火的14.78倍。 展开更多

关键词 障碍物 中尺度 火旋风

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小尺度火旋风火焰质量流量研究

16

作者 王鹏飞 刘晅亚 《消防科学与技术》 CAS 北大核心 2020年第3期315-317,共3页

借助两个相对的半圆柱壳体装置在狭缝宽度7.6 cm时产生了小尺度火旋风。利用粒子图像测速法测量了火旋风在4、6、8、10、12 cm高度处的轴向速度,发现其轴向速度沿径向距离逐渐减小,最大轴向速度在中轴线处取得。利用热电偶测量了火旋风... 借助两个相对的半圆柱壳体装置在狭缝宽度7.6 cm时产生了小尺度火旋风。利用粒子图像测速法测量了火旋风在4、6、8、10、12 cm高度处的轴向速度,发现其轴向速度沿径向距离逐渐减小,最大轴向速度在中轴线处取得。利用热电偶测量了火旋风中轴线上的温度,发现在连续火焰区中轴线温度变化很小。根据速度数据和温度数据,估算了小尺度火旋风在不同高度处的质量流量,发现其随高度逐渐增大。 展开更多

关键词 小尺度 火旋风 温度 轴向速度 质量流量

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基于几何导流改良火旋风发生器及其形成规律研究

17

作者 周昀涵 车辉 +1 位作者 杨佳慧 刘苡曈 《消防科学与技术》 CAS 北大核心 2022年第11期1524-1528,共5页

为设计更加合理的火旋风发生器,基于几何导流的方法探究火旋风形成条件及相关规律,进而提出火旋风高度与缝隙尺寸、油盘燃烧速度的预测关系。研究结果表明:火旋风形成需要一定量的涡流、生成涡、流体汇、摩擦力;缝隙尺寸变化会让油盘质... 为设计更加合理的火旋风发生器,基于几何导流的方法探究火旋风形成条件及相关规律,进而提出火旋风高度与缝隙尺寸、油盘燃烧速度的预测关系。研究结果表明:火旋风形成需要一定量的涡流、生成涡、流体汇、摩擦力;缝隙尺寸变化会让油盘质量燃烧速率呈现抛物线变化趋势。当火旋风发生器的底边尺寸为400 mm×400 mm,油盘直径150 mm时,缝隙为10 mm时火旋风高度最高;用200 mm油盘时,缝隙控制在30 mm时火旋风高度最高,火旋风会受燃烧速率和剪切流场双重作用。 展开更多

关键词 火旋风 发生器 缝隙尺寸 燃烧速率 剪切流场方式

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火旋风燃烧过程中负压场的探究

18

作者 何海 武保林 江平 《消防科学与技术》 CAS 北大核心 2021年第1期29-32,共4页

为了探究自然驱动的四面夹缝火旋风装置中,火旋风燃烧过程中油层表面形成的负压场,在一定简化的假设条件下,建立了火旋风燃烧过程中产生的负压场模型,对火旋风的涡核半径、涡核强度进行了计算。实验室形成的小型火旋风涡核半径与油盘尺... 为了探究自然驱动的四面夹缝火旋风装置中,火旋风燃烧过程中油层表面形成的负压场,在一定简化的假设条件下,建立了火旋风燃烧过程中产生的负压场模型,对火旋风的涡核半径、涡核强度进行了计算。实验室形成的小型火旋风涡核半径与油盘尺寸成正相关。涡核强度与涡核半径的关系则可用指数函数表示;气动力机制是决定火旋风质量燃烧速率的主导机制。 展开更多

关键词 火旋风 负压场 涡核半径 涡核强度 负压抽吸

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地下核电厂旋风式冷却塔设计探讨

19

作者 张涛 刘爽 《人民长江》 北大核心 2021年第S01期202-205,共4页

空气直接冷却具有节约水资源、节省设备等诸多优点,已较为成熟地应用于我国水资源紧缺区域的火电厂冷却中。但在核电领域中,因对可靠性要求很高,现有的空冷技术因对电力依赖程度高而未被广泛接受。通过借鉴消防领域的火旋风现象及烟囱... 空气直接冷却具有节约水资源、节省设备等诸多优点,已较为成熟地应用于我国水资源紧缺区域的火电厂冷却中。但在核电领域中,因对可靠性要求很高,现有的空冷技术因对电力依赖程度高而未被广泛接受。通过借鉴消防领域的火旋风现象及烟囱效应原理,提出一种可实现非能动空气冷却的地下核电厂旋风式冷却塔。通过分析,初步论证了采用空冷实现地下核电厂二次侧非能动排热的可行性。提出的旋风式冷却塔也可扩展应用于整个核电厂三回路散热及其他火电、化工等行业的散热。 展开更多

关键词 核电 火旋风 地下核电厂 空气冷却 冷却塔 非能动

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