【摘 要】
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随着近年来国家海洋战略的大力实施及建设强大的现代化海军的需求,我国船舶行业进入了新一轮快速发展时期。船舶机舱内众多的管道油路中含有大量可燃油气,加之机舱内的高温环
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随着近年来国家海洋战略的大力实施及建设强大的现代化海军的需求,我国船舶行业进入了新一轮快速发展时期。船舶机舱内众多的管道油路中含有大量可燃油气,加之机舱内的高温环境,一旦发生管道泄漏,极易发生局部点火爆燃进而在各种设备的扰动作用下大大增强火灾危害,造成重大人员伤亡和财产损失,使之成为船舶安全的重要威胁之一。故研究障碍物对船舶油气爆燃火灾的加强机制,对于预防和控制船舶油气爆燃火灾具有重要现实意义。本文在总结油气爆燃规律的基础上,通过热力学、燃烧动力学和气体动力学分析,提炼出物理与数学模型,通过CFD软件结合大涡模拟方法进行求解,以期获得一般性规律和方法。首先,本文研究了障碍物因素对船舶油气爆燃火灾特征参数的影响,爆燃火焰的压力随着障碍物阻塞率的增加而先增加后减小,同时爆燃火焰的速度随着阻塞率的增加而一直增加;增加障碍物厚度对火焰速度的影响从不变到逐渐变慢,火焰压力先增加后减小;不断增加的障碍物数量使爆燃火焰的速度及压力都不断增加;在障碍物分布间距的研究中,不断增加的首距使火焰压力与速度都不断增加,在接近障碍物内径的第二间距处取到了最大的火焰速度,同时火焰压力随着第二间距的增加而一直增加,分析结果表明障碍物诱导的湍流与火焰间的正反馈作用是障碍物加强油气爆燃的根本原因。其次,本文再对通道因素对船舶油气爆燃火灾特征参数的影响进行了进一步探讨,随着通道长度的增加,火焰压力及速度都增加并趋于收敛;在同阻塞率条件下不断增加通道直径时,火焰压力及速度都大幅降低;在通道不同位置点火时,点火点左侧火焰锋面向左波动传播,火焰压力和速度呈现较大差别。最终结果表明障碍物和通道对油气爆燃都有重要影响。
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