微重力和常重力环境中柱状固体材料表面火焰传播实验研究
发布时间:2021-11-03 00:46
在微重力和常重力环境中,对不同氧气浓度下柱状聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)表面火焰传播现象进行了实验研究。微重力实验观测了低速强迫对流中的火焰传播,地面实验研究了浮力对流影响下火焰向下传播的规律,分析了氧气浓度与流动对火焰传播的影响。微重力和常重力下的火焰在形态和传播速度上具有显著区别。结合微重力和常重力的实验结果,将火焰传播速度随气流速度的变化关系分为三个区:辐射控制区,传热控制区和化学反应控制区。
【文章来源】:工程热物理学报. 2019,40(11)北大核心EICSCD
【文章页数】:6 页
【部分图文】:
图1圆柱形流动通道示意图(单位:mm)??Fig.?1?Schematic?of?the?cylindrical?flow?tunnel?(Unit:?mm)??2实验结果与讨论??
11期??吴传嘉等:微重力和常重力环境中柱状固体材料表面火焰传播实验研究??2675??2.2火焰传播速度??根据记录的实验图像,可以得到不同时刻火焰??锋面的位置,进而计算出火焰传播速度。作为典型示??例,图4给出了地面与微重力实验中,浇铸PMMA??与挤压PMMA在不同气流速度时火焰锋面的相对??位置。从图中可以看出,随着时间的增加,所有火焰??均稳定传播,火焰锋面的位置与时间之间存在很好??的线性关系,即在一定的气流环境中,火焰以稳定??的速度传播。通过计算拟合直线的斜率,就可以得??到火焰传播速度。??范围,火焰传播速度基本不随气流速度的增加而发??生变化,当%?>?‘iOciivf1时,火焰传播速度随着气??流速度的增加而减校巳有的研究表明1141,在自然??对流条件下,浮力流动的速度大约为25?当??外加的强迫气流速度较小时,浮力对流速度远大f??强迫对流速度1151,对火焰传播起主导作用。随着气??流速度进一步增加,火焰的停留时间缩短,成为限??制火焰传播的主要因素。当停留时间与化学反应时??间相当,即数很小时,气相化学反应速率成为影??响火焰传播的主导因素,在这个阶段火焰传播是受??到化学反应速率控制的。??⑷常重力(X〇2=21.0%,浇铸PMMA)??(a)?Nonnal?gravity?(^〇,=21.0%,?cast?PMMA)??(b)微重力(X〇2=33.5%,挤压?PMMA)??(b)?Microgravity?(^〇2=33.5%,?extruded?PMMA)??图4火焰前锋相对位置随时间的变化??Fig.?4?Position?of?flame?leading?ed
11期??吴传嘉等:微重力和常重力环境中柱状固体材料表面火焰传播实验研究??2675??2.2火焰传播速度??根据记录的实验图像,可以得到不同时刻火焰??锋面的位置,进而计算出火焰传播速度。作为典型示??例,图4给出了地面与微重力实验中,浇铸PMMA??与挤压PMMA在不同气流速度时火焰锋面的相对??位置。从图中可以看出,随着时间的增加,所有火焰??均稳定传播,火焰锋面的位置与时间之间存在很好??的线性关系,即在一定的气流环境中,火焰以稳定??的速度传播。通过计算拟合直线的斜率,就可以得??到火焰传播速度。??范围,火焰传播速度基本不随气流速度的增加而发??生变化,当%?>?‘iOciivf1时,火焰传播速度随着气??流速度的增加而减校巳有的研究表明1141,在自然??对流条件下,浮力流动的速度大约为25?当??外加的强迫气流速度较小时,浮力对流速度远大f??强迫对流速度1151,对火焰传播起主导作用。随着气??流速度进一步增加,火焰的停留时间缩短,成为限??制火焰传播的主要因素。当停留时间与化学反应时??间相当,即数很小时,气相化学反应速率成为影??响火焰传播的主导因素,在这个阶段火焰传播是受??到化学反应速率控制的。??⑷常重力(X〇2=21.0%,浇铸PMMA)??(a)?Nonnal?gravity?(^〇,=21.0%,?cast?PMMA)??(b)微重力(X〇2=33.5%,挤压?PMMA)??(b)?Microgravity?(^〇2=33.5%,?extruded?PMMA)??图4火焰前锋相对位置随时间的变化??Fig.?4?Position?of?flame?leading?ed
【参考文献】:
期刊论文
[1]微重力环境中热厚材料着火特性研究[J]. 朱凤,王双峰,尹永利,刘仁豪,杨京松,田柳. 工程热物理学报. 2018(01)
[2]非金属固体材料在微重力环境中的着火及燃烧特性研究[J]. 王双峰,尹永利,朱凤,刘仁豪,杨京松,田柳. 力学与实践. 2016(02)
[3]逆流风下火焰沿柱状燃料的传播[J]. 李先庭,彦启森. 火灾科学. 1995(02)
本文编号:3472702
【文章来源】:工程热物理学报. 2019,40(11)北大核心EICSCD
【文章页数】:6 页
【部分图文】:
图1圆柱形流动通道示意图(单位:mm)??Fig.?1?Schematic?of?the?cylindrical?flow?tunnel?(Unit:?mm)??2实验结果与讨论??
11期??吴传嘉等:微重力和常重力环境中柱状固体材料表面火焰传播实验研究??2675??2.2火焰传播速度??根据记录的实验图像,可以得到不同时刻火焰??锋面的位置,进而计算出火焰传播速度。作为典型示??例,图4给出了地面与微重力实验中,浇铸PMMA??与挤压PMMA在不同气流速度时火焰锋面的相对??位置。从图中可以看出,随着时间的增加,所有火焰??均稳定传播,火焰锋面的位置与时间之间存在很好??的线性关系,即在一定的气流环境中,火焰以稳定??的速度传播。通过计算拟合直线的斜率,就可以得??到火焰传播速度。??范围,火焰传播速度基本不随气流速度的增加而发??生变化,当%?>?‘iOciivf1时,火焰传播速度随着气??流速度的增加而减校巳有的研究表明1141,在自然??对流条件下,浮力流动的速度大约为25?当??外加的强迫气流速度较小时,浮力对流速度远大f??强迫对流速度1151,对火焰传播起主导作用。随着气??流速度进一步增加,火焰的停留时间缩短,成为限??制火焰传播的主要因素。当停留时间与化学反应时??间相当,即数很小时,气相化学反应速率成为影??响火焰传播的主导因素,在这个阶段火焰传播是受??到化学反应速率控制的。??⑷常重力(X〇2=21.0%,浇铸PMMA)??(a)?Nonnal?gravity?(^〇,=21.0%,?cast?PMMA)??(b)微重力(X〇2=33.5%,挤压?PMMA)??(b)?Microgravity?(^〇2=33.5%,?extruded?PMMA)??图4火焰前锋相对位置随时间的变化??Fig.?4?Position?of?flame?leading?ed
11期??吴传嘉等:微重力和常重力环境中柱状固体材料表面火焰传播实验研究??2675??2.2火焰传播速度??根据记录的实验图像,可以得到不同时刻火焰??锋面的位置,进而计算出火焰传播速度。作为典型示??例,图4给出了地面与微重力实验中,浇铸PMMA??与挤压PMMA在不同气流速度时火焰锋面的相对??位置。从图中可以看出,随着时间的增加,所有火焰??均稳定传播,火焰锋面的位置与时间之间存在很好??的线性关系,即在一定的气流环境中,火焰以稳定??的速度传播。通过计算拟合直线的斜率,就可以得??到火焰传播速度。??范围,火焰传播速度基本不随气流速度的增加而发??生变化,当%?>?‘iOciivf1时,火焰传播速度随着气??流速度的增加而减校巳有的研究表明1141,在自然??对流条件下,浮力流动的速度大约为25?当??外加的强迫气流速度较小时,浮力对流速度远大f??强迫对流速度1151,对火焰传播起主导作用。随着气??流速度进一步增加,火焰的停留时间缩短,成为限??制火焰传播的主要因素。当停留时间与化学反应时??间相当,即数很小时,气相化学反应速率成为影??响火焰传播的主导因素,在这个阶段火焰传播是受??到化学反应速率控制的。??⑷常重力(X〇2=21.0%,浇铸PMMA)??(a)?Nonnal?gravity?(^〇,=21.0%,?cast?PMMA)??(b)微重力(X〇2=33.5%,挤压?PMMA)??(b)?Microgravity?(^〇2=33.5%,?extruded?PMMA)??图4火焰前锋相对位置随时间的变化??Fig.?4?Position?of?flame?leading?ed
【参考文献】:
期刊论文
[1]微重力环境中热厚材料着火特性研究[J]. 朱凤,王双峰,尹永利,刘仁豪,杨京松,田柳. 工程热物理学报. 2018(01)
[2]非金属固体材料在微重力环境中的着火及燃烧特性研究[J]. 王双峰,尹永利,朱凤,刘仁豪,杨京松,田柳. 力学与实践. 2016(02)
[3]逆流风下火焰沿柱状燃料的传播[J]. 李先庭,彦启森. 火灾科学. 1995(02)
本文编号:3472702
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