本文设计加工了细水雾发生器,并且应用三维LDV/APV(Adaptive Phase/Doppler Velocimeter)系统对其产生的细水雾雾场特性参数做了有效的测量,并在此基础上进行了细水雾抑制液体火有效性的模拟实验.利用热像仪、热电偶和摄像机等仪器研究了这种细水雾抑制熄灭煤油火和酒精火的过程.实验结果表明细水雾技术具有应用在灭火系统上的可行性,并具有优越的特点.

结合细水雾的特点和粒子的光散射理论,通过模拟计算和实验研究,对APV(Adaptive Phase/Doppler Velocimeter)光路系统设计了合适的参数,并进行了合理布局.对细水雾雾场中粒子的特性参数进行了实验测量研究,对细水雾雾场的速度分布、滴径分布以及雾通量的测量等都得到了合理的实验结果.

应用三维激光多普勒测速计LDV(Laser Doppler Velocimeter)系统,通过观察和测量火旋风的卷吸的现象,对火旋风速度场进行了有效的测量,获取了火旋风的径向速度、切向速度和轴向速度等特性参数,深化认识火旋风的卷吸机理;用热成像和热电偶方法采集得到了火旋风的温度场的结构和形状.为下一步进行火旋风卷吸的现象的实验研究打下了良好的基础.

热释放速率是燃烧过程最基本的特性参数之一,在研究细水雾与油池火相互作用时可以用来表示其动态发展过程.基于燃烧耗氧原理,锥型量热计被广泛利用来测量热释放速率,其测量条件之一是进入测量系统的气体仅来自于环境空气.当利用锥型量热计来研究细水雾与油池火相互作用时,部分细水雾会受热气化并改变进入锥型量热计中气体浓度,从而导致一定的热释放速率测量误差.本文提出了一种简单的方法来修正相应的热释放速率数据,并在此基础上利用锥型量热计研究了细水雾作用下的油池火热释放速率特性.实验中着重考虑了油池尺度、燃料特性、细水雾雾通量等因素的作用.研究结果表明,在足够雾通量的细水雾作用下,热释放速率明显降低,然而在少量细水雾作用下,热释放速率会有所啬增加,对于一些不能完全燃烧的燃料试样,后者更加明显.(本文曾在'99城市火灾安全国际会议(中国黄山)上宣读过)

APV(AdaptivePhase/Doppler Velocimeter)系统基于多普勒频移和多普勒相位差原理,可以自适应地进行微粒的材料识别、微粒的大小及速度测量。本文利用粒子散射理论对APV系统进行了合理地布局,讨论激光多普勒系统在流场测量中光路设计的方法,并通过模拟实验验证该方法的可行性。