火场进风口高度对火旋风燃烧特性影响的实验研究(2)

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2.4.3 燃烧速率的测量 6

2.4.5 火焰柱的高度变化 7

3 不同进风口高度对火旋风形状和温度的影响 7

3.1 进风口高度为0cm时火焰的燃烧情况 7

3.2 进风口高度为30cm时火焰的燃烧情况 8

3.3 进风口高度为60cm时火焰的燃烧情况 9

3.4 进风口高度为90cm时火焰的燃烧情况 11

3.5 进风口高度为120cm时火焰的燃烧情况 12

3.6 不同进风口高度对火焰高度的影响 13

3.7 不同进风口高度对火焰燃烧时间和火旋风持续时间的影响 17

3.8 本章小结 18

4 不同进风口高度对火旋风风速和燃烧速率的影响 18

4.1 不同进风口高度对燃烧质量损失速率的影响 18

4.2 不同进风口高度下进风口中心空气流速的影响 21

4.3 本章小结 24

5 讨论 24

5.1 火场进风口高度对火旋风中心轴温度影响 24

5.2 探究火旋风的演变过程 28

5.3 火场进风口高度对火旋风燃烧特性影响的定性分析 28

6 结论 29

致谢 30

参考文献 31

1 引言

1.1 本课题研究背景

在森林火灾中，火旋风是一种特殊的火行为现象。火旋风的出现使林火的运动方式改变。目前对火旋风的定义包括：火旋风是森林和城市大火浮力火羽流与周围环境耦合作用所诱发的一种高度组织化的剧烈燃烧现象。所谓“高度组织化”是指火羽流内部的湍流运动形态被强烈抑制。从物理上讲，火旋风是一种特殊的浮力火羽流，与常规火羽流相比，火旋风在运动学方面表现出很高的空气卷吸率，切向速度和轴向速度。在燃烧行为上表现为很高的燃烧温度，燃烧速率和火焰高度。因此一旦火旋风形成，往往会提高火灾的破坏性，造成更大的财产损失和人员伤亡。同时，螺旋式的强烈上升运动能卷起大量的燃烧屑块散布到火区以外很远的地方，从而形成新的火源。引起更大的危害。因此，对火旋风机制的研究是非常必要和有重要意义的，只要清楚了火旋风的燃烧机理，才能提出有效的防治措施。其中，进风口的高度、形状、宽度对火旋风的形成和发展起着重要作用，对火旋风的燃烧特性有重要影响。本文中以进风口高度为研究对象。因为在一般的建筑中，一旦火势蔓延形成火旋风，诸如窗户、门等将充当很好的进风口，会加重火势。然而目前国内外关于进风口高度对火旋风影响的研究鲜有报道，基于此，本课题将从火场进风口高度方面对火旋风的燃烧特性加以研究。

1.2 国内外关于火旋风的研究进展

1.3 现阶段研究现状的总结和不足

通过调研，我们发现前人的研究主要集中在火旋风的形成原因和燃烧特性方面，而对于实际火场中影响火旋风形成和发展的因素却鲜有报道。在实际的森林火灾和建筑火灾中，空气的卷吸、空气的供应情况对火旋风的形成和燃烧特性有直接影响。在实际的森林火灾和建筑火灾中，火场进风口的尺寸、火场进风口的高度会直接影响火旋风的燃烧特性。因此，本文设计了六侧缝水平槽道火旋风发生装置，通过改变玻璃门上进风口高度来模拟实际火场中进风口高度变化，研究进风口高度对火旋风燃烧特性的影响。论文网