本文主要研究内容
作者李威（2019）在《甲基膦酸二甲酯抑制碳氢火焰的机理研究》一文中研究指出：火灾事故给人们的财产、生活和生命造成严重危害,灭火剂的应用,能在很大程度上降低火灾发生率和减少火灾造成的危害。出于对生态环境的保护,高效的哈龙类灭火剂将被逐步淘汰,寻找新型替代灭火剂迫在眉睫。含磷类化合物被认为具有高效灭火性能。本文以甲基膦酸二甲酯(DMMP)作为研究对象,以甲烷火焰作为载体,针对无卤素含磷类化合物的灭火性能及其作用机理开展了系统的实验和模拟研究。本文首先基于小尺度同轴扩散火焰进行了灭火实验。由于在DMMP添加浓度低于其蒸气饱和浓度时,单独使用DMMP不能将火焰熄灭,故使用在特定DMMP体积浓度添加条件下,熄灭火焰所需要的最低CO2体积浓度添加量,即最低灭火浓度,表征DMMP的灭火效率。同时在氧化剂侧添加DMMP和C02,通过观察火焰稳定性,测量CO2最低熄灭浓度与DMMP添加量的变化关系。实验发现,当DMMP添加浓度小于0.2%时,CO2的最低灭火浓度随DMMP添加量增大迅速降低,但是当DMMP添加量大于0.6%后,进一步增大DMMP添加量,CO2最低灭火浓度基本保持不变。因此可以认为当添加量大于0.6%时,DMMP的灭火效率达到饱和。有两种机理可以解释DMMP灭火效率的饱和现象,即:火焰中含磷组分集聚成细微颗粒和火焰“反应核”中活性自由基(H、O和OH等)的峰值浓度降低到化学平衡浓度。为了研究DMMP灭火效率出现饱和现象的内在机理,本文应用羟基激光诱导荧光(OH-PLIF)技术对火焰中OH浓度分布进行测量。研究发现,当固定DMMP添加量时,随着CO2添加浓度逐渐增大,火焰“反应核”的强度和规模逐渐减小。而当单独添加DMMP时,“反应核”强度随添加量增大先迅速降低,然后缓慢降低,特别当灭火效率饱和后,“反应核”强度基本保持不变。根据临近熄灭极限时火焰中OH浓度分布发现,当DMMP添加浓度大于0.09%时(灭火效率未饱和),“反应核”的强度基本保持不变。得益于含磷颗粒物对激发激光的反射/荧光,OH-PLIF测量系统可以捕捉到火焰中含磷颗粒物的生成情况。结果显示,当DMMP添加浓度大于0.6%时(DMMP灭火效率饱和),火焰周围有大量含磷颗粒物生成,并且随着DMMP添加量增大颗粒物生成量明显增多。颗粒物的生成导致火焰中参与反应的有效含磷物质的含量随着DMMP添加量增大而达到饱和,进而导致其灭火效率达到饱和。为了研究在不涉及含磷颗粒物生成时(DMMP添加浓度很小),DMMP的火焰抑制效率,本文随后开展了基于本生灯预混火焰的实验研究,测量了 DMMP作用下甲烷/空气预混火焰的层流传播速度,并以火焰传播速度下降幅度作为抑制效率的评价指标。研究发现随着DMMP添加量逐渐增大,其火焰抑制效率也存在饱和效应。本文组建四套含磷火焰抑制机理对实验结果进行预测,然后基于匹配最好的机理展开详细的数值模拟研究。分析了火焰温度、火焰厚度和火焰传播速度敏感性随DMMP添加量的变化,发现基元反应PO2+H+M=HOPO+M(R812)对火焰传播速度影响最大。分别对R812和整体含磷反应的热释放量和H消耗量进行统计,发现随着DMMP添加量增大,两者的热释放贡献率逐渐增大,并且两者对H消耗贡献率逐渐减小。一方面热量释放促进燃烧,另一方面H消耗抑制燃烧,两方面共同作用导致DMMP火焰抑制效率出现饱和效应。本文最后针对基元反应的热效应和化学效应解耦展开数值研究。不同于以往修改反应机理实现物理效应和化学效应解耦,本文通过修改开源程序Chemkin-Ⅱ中组分生成速率方程、能量方程和组分方程实现了实时热效应和化学效应解耦。研究发现R812和DMMP对层流火焰传播速度的化学效应均大于其热效应。
Abstract
huo zai shi gu gei ren men de cai chan 、sheng huo he sheng ming zao cheng yan chong wei hai ,mie huo ji de ying yong ,neng zai hen da cheng du shang jiang di huo zai fa sheng lv he jian shao huo zai zao cheng de wei hai 。chu yu dui sheng tai huan jing de bao hu ,gao xiao de ha long lei mie huo ji jiang bei zhu bu tao tai ,xun zhao xin xing ti dai mie huo ji pai zai mei jie 。han lin lei hua ge wu bei ren wei ju you gao xiao mie huo xing neng 。ben wen yi jia ji lin suan er jia zhi (DMMP)zuo wei yan jiu dui xiang ,yi jia wan huo yan zuo wei zai ti ,zhen dui mo lu su han lin lei hua ge wu de mie huo xing neng ji ji zuo yong ji li kai zhan le ji tong de shi yan he mo ni yan jiu 。ben wen shou xian ji yu xiao che du tong zhou kuo san huo yan jin hang le mie huo shi yan 。you yu zai DMMPtian jia nong du di yu ji zheng qi bao he nong du shi ,chan du shi yong DMMPbu neng jiang huo yan xi mie ,gu shi yong zai te ding DMMPti ji nong du tian jia tiao jian xia ,xi mie huo yan suo xu yao de zui di CO2ti ji nong du tian jia liang ,ji zui di mie huo nong du ,biao zheng DMMPde mie huo xiao lv 。tong shi zai yang hua ji ce tian jia DMMPhe C02,tong guo guan cha huo yan wen ding xing ,ce liang CO2zui di xi mie nong du yu DMMPtian jia liang de bian hua guan ji 。shi yan fa xian ,dang DMMPtian jia nong du xiao yu 0.2%shi ,CO2de zui di mie huo nong du sui DMMPtian jia liang zeng da xun su jiang di ,dan shi dang DMMPtian jia liang da yu 0.6%hou ,jin yi bu zeng da DMMPtian jia liang ,CO2zui di mie huo nong du ji ben bao chi bu bian 。yin ci ke yi ren wei dang tian jia liang da yu 0.6%shi ,DMMPde mie huo xiao lv da dao bao he 。you liang chong ji li ke yi jie shi DMMPmie huo xiao lv de bao he xian xiang ,ji :huo yan zhong han lin zu fen ji ju cheng xi wei ke li he huo yan “fan ying he ”zhong huo xing zi you ji (H、Ohe OHdeng )de feng zhi nong du jiang di dao hua xue ping heng nong du 。wei le yan jiu DMMPmie huo xiao lv chu xian bao he xian xiang de nei zai ji li ,ben wen ying yong qiang ji ji guang you dao ying guang (OH-PLIF)ji shu dui huo yan zhong OHnong du fen bu jin hang ce liang 。yan jiu fa xian ,dang gu ding DMMPtian jia liang shi ,sui zhao CO2tian jia nong du zhu jian zeng da ,huo yan “fan ying he ”de jiang du he gui mo zhu jian jian xiao 。er dang chan du tian jia DMMPshi ,“fan ying he ”jiang du sui tian jia liang zeng da xian xun su jiang di ,ran hou huan man jiang di ,te bie dang mie huo xiao lv bao he hou ,“fan ying he ”jiang du ji ben bao chi bu bian 。gen ju lin jin xi mie ji xian shi huo yan zhong OHnong du fen bu fa xian ,dang DMMPtian jia nong du da yu 0.09%shi (mie huo xiao lv wei bao he ),“fan ying he ”de jiang du ji ben bao chi bu bian 。de yi yu han lin ke li wu dui ji fa ji guang de fan she /ying guang ,OH-PLIFce liang ji tong ke yi bu zhuo dao huo yan zhong han lin ke li wu de sheng cheng qing kuang 。jie guo xian shi ,dang DMMPtian jia nong du da yu 0.6%shi (DMMPmie huo xiao lv bao he ),huo yan zhou wei you da liang han lin ke li wu sheng cheng ,bing ju sui zhao DMMPtian jia liang zeng da ke li wu sheng cheng liang ming xian zeng duo 。ke li wu de sheng cheng dao zhi huo yan zhong can yu fan ying de you xiao han lin wu zhi de han liang sui zhao DMMPtian jia liang zeng da er da dao bao he ,jin er dao zhi ji mie huo xiao lv da dao bao he 。wei le yan jiu zai bu she ji han lin ke li wu sheng cheng shi (DMMPtian jia nong du hen xiao ),DMMPde huo yan yi zhi xiao lv ,ben wen sui hou kai zhan le ji yu ben sheng deng yu hun huo yan de shi yan yan jiu ,ce liang le DMMPzuo yong xia jia wan /kong qi yu hun huo yan de ceng liu chuan bo su du ,bing yi huo yan chuan bo su du xia jiang fu du zuo wei yi zhi xiao lv de ping jia zhi biao 。yan jiu fa xian sui zhao DMMPtian jia liang zhu jian zeng da ,ji huo yan yi zhi xiao lv ye cun zai bao he xiao ying 。ben wen zu jian si tao han lin huo yan yi zhi ji li dui shi yan jie guo jin hang yu ce ,ran hou ji yu pi pei zui hao de ji li zhan kai xiang xi de shu zhi mo ni yan jiu 。fen xi le huo yan wen du 、huo yan hou du he huo yan chuan bo su du min gan xing sui DMMPtian jia liang de bian hua ,fa xian ji yuan fan ying PO2+H+M=HOPO+M(R812)dui huo yan chuan bo su du ying xiang zui da 。fen bie dui R812he zheng ti han lin fan ying de re shi fang liang he Hxiao hao liang jin hang tong ji ,fa xian sui zhao DMMPtian jia liang zeng da ,liang zhe de re shi fang gong suo lv zhu jian zeng da ,bing ju liang zhe dui Hxiao hao gong suo lv zhu jian jian xiao 。yi fang mian re liang shi fang cu jin ran shao ,ling yi fang mian Hxiao hao yi zhi ran shao ,liang fang mian gong tong zuo yong dao zhi DMMPhuo yan yi zhi xiao lv chu xian bao he xiao ying 。ben wen zui hou zhen dui ji yuan fan ying de re xiao ying he hua xue xiao ying jie ou zhan kai shu zhi yan jiu 。bu tong yu yi wang xiu gai fan ying ji li shi xian wu li xiao ying he hua xue xiao ying jie ou ,ben wen tong guo xiu gai kai yuan cheng xu Chemkin-Ⅱzhong zu fen sheng cheng su lv fang cheng 、neng liang fang cheng he zu fen fang cheng shi xian le shi shi re xiao ying he hua xue xiao ying jie ou 。yan jiu fa xian R812he DMMPdui ceng liu huo yan chuan bo su du de hua xue xiao ying jun da yu ji re xiao ying 。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自中国科学技术大学的李威，发表于刊物中国科学技术大学2019-07-12论文，是一篇关于火焰抑制论文,含磷化合物论文,甲基膦酸二甲酯论文,饱和效应论文,数值解耦论文,激光诱导荧光论文,中国科学技术大学2019-07-12论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自中国科学技术大学2019-07-12论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
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