细水雾作用下原木燃烧烟气变化规律的实验研究

摘要

东北地区春秋两季多风、少雨、气候干燥，因此春天和秋天又是森林火灾的高发期，而一旦发生森林火灾就会对森林资源造成巨大的损失，严重威胁生态安全，还直接威胁着人类的生命安全。森林火灾发生时随着火羽流的上升会释放出大量的烟气，其主要成分为CO2和一些水蒸气，还有CO、CxHy、NO、SO2以及未燃尽的炭粒为主的烟尘颗粒等，严重影响生态环境。烟气中的含碳颗粒、灰分等会随着羽流排放到大气中，往往会附着在大气中的悬浮颗粒物中，使空气变得更加污浊，加重雾霾的形成。本文通过细水雾作用下原木燃烧烟气的变化规律来模拟细水雾对森林火灾烟气的作用情况。采用理论分析和实验研究的方法，对细水雾作用下原木燃烧烟气的变化规律进行分析研究，在获得一些基础理论和规律的同时，对采取恰当措施及时有效的控制森林火灾及其烟气的蔓延具有十分重要的实用意义。论文的主要研究内容及结论如下:
　　(1)理论分析方面:对原木燃烧进行了理论分析，为原木燃烧时生成烟气的特性提供理论基础。根据细水雾的形成机理和烟气的运动规律，结合空气的运动学机理、云物理学原理和斯蒂芬流的输运机理，为论文实验部分提供理论依据。
　　(2)实验研究方面:①实验在与标准ISO9705实验室类似的房间内进行细水雾作用下原木燃烧实验，对燃烧过程中产生的烟气特性参数进行数据采集，同时也对原木燃烧热通量及热释放速率进行分析。通过改变细水雾装置中细水雾作用时间、工作压力和风机送风量等参数，研究细水雾作用下原木燃烧热释放速率、辐射热通量以及产生的烟气中一氧化碳、二氧化碳和氧气的浓度等参数的变化规律。②对原木进行室内燃烧实验，研究细水雾对原木燃烧烟尘颗粒的沉降作用。通过Sirion200型电子显微镜扫描原木燃烧产生的灰尘颗粒样本，利用统计分析的方法得到细水雾作用前后烟尘颗粒特征参数dA和ρs的变化规律。由实验结果可知风机送风量、细水雾工作压力和作用时间对烟气的变化影响较大。

目录

摘要

1 绪论

1．1 引言

1．2 森林火灾烟气的影响分析

1．2．1 森林火灾烟气成分分析

1．2．2 森林火灾烟气的影响

1．3 森林火灾烟气运动的研究现状

1．3．1 国外研究现状

1．3．2 国内研究现状

1．4 本文研究的内容及意义

1．4．1 研究内容

1．4．2 研究目的和意义

2 细水雾与烟气相互作用的理论研究

2．1 细水雾概述

2．2 细水雾形成机理

2．2．1 射流破碎理论

2．2．2 液膜破碎雾化

2．3 原木燃烧理论研究

2．3．1 燃烧过程

2．3．2 烟气运动规律

2．3．3 燃烧温度

2．4 细水雾与烟气作用机理

2．5 本章小结

3 细水雾作用下原木燃烧烟气变化规律的研究

3．1 细水雾作用下原木燃烧实验

3．1．1 实验装置介绍

3．1．2 实验设计及步骤

3．2 实验结果与分析

3．2．1 细水雾对烟气组分浓度的作用

3．2．2 细水雾对热释放速率的作用

3．2．3 细水雾对热通量的作用

3．3 本章小结

4 细水雾对原木燃烧烟尘颗粒的沉降作用

4．1 实验描述

4．2 实验结果与分析

4．2．1 平均直径和表面密度在不同采样点的变化规律

4．2．2 不同工况下烟尘颗粒平均直径变化规律

4．2．3 工作压力对烟尘颗粒平均直径的影响

4．2．4 工作压力对烟尘颗粒表面密度的影响

4．3 本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

致谢

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