[发明专利]用丙烷燃烧火焰模拟航空煤油燃烧火焰的实现方法

说明书

技术领域：

本发明涉及消防安全技术领域，具体涉及用丙烷燃烧火焰模拟航空煤油燃烧火焰的实现方法。

背景技术：

航空煤油泄漏容易引起火灾，多发生于航空器的发动机进气口和出口，机翼油箱、起落架等处。航空煤油燃烧具有燃烧速度快、火势凶猛、辐射热强等特点，火灾危害性极大，常造成重大经济损失和惨重人员伤亡。在各类型的航空器火灾救援模拟训练设施中均将航空煤油火灾救援作为重要功能。

火灾模拟训练救援设施中使用航空煤油作为燃料有污染大，不可控等缺点。丙烷具有污染小、燃烧可控、来源广泛等特点。航空煤油的燃烧模型和丙烷的燃烧模型并不一样，如何使用丙烷在可控条件下模拟航空煤油的燃烧状态，使得应用丙烷作为燃料的火灾救援模拟训练设施更真实的实现航空煤油火灾的过程和火灾特性，提供一个更真实的训练环境。

发明内容：

本发明的目的是提供一种用丙烷燃烧火焰模拟航空煤油燃烧火焰的实现方法，通过分析航空煤油的燃烧特性，建立其燃烧的数学模型，从热释放速率等效、燃烧速率等效、火焰高度等效等原则，实现利用丙烷燃烧模拟航空煤油燃烧的模型算法。

本发明采用的技术方案为：一种用丙烷燃烧火焰模拟航空煤油燃烧火焰的实现方法，实现方法步骤如下：

步骤一：分析航空煤油的燃烧机方面特性，将航空煤油放置在油池内，固定航空煤油的厚度、初始温度和点火方式，其中油池采用正方形油池、长方形油池或者圆形油池，根据不同尺寸的油池火形在不同横向风以及不同放置因子作用下得出航空煤油的燃烧特性，燃烧特性包括热释放速率、燃烧速率和火焰高度；

步骤二：通过航空煤油热释放速率，得到航空煤油在油池火形下的热释放速率值；

步骤三：通过航空煤油的燃烧速率分析，得到航空煤油的燃烧速率公式为，式中，为燃烧速率，参数为直径无限大时的燃烧速率值，k为火焰的消光吸收系数，为平均波长校正因子，D为油盘直径，对于非圆形油盘，D为油盘等效直径；

步骤四：通过航空煤油的火焰高度，得到航空煤油的火焰高度模型；

步骤五：利用步骤二中得到的结果，通过热释放速率等效法给出得到燃烧热释放速率与丙烷质量流量的公式，公式为，其中，q为丙烷燃烧产物生成焓与反应与反应物生成焓之间的差值，a为单位氧气参与反应，丙烷完全燃烧时化学计算量，为丙烷的质量流量，为丙烷的分子量，根据燃烧的热释放速率代入公式求取丙烷需求量；

步骤六：利用步骤三中得到的结果，通过燃烧速率等效法给出得到燃烧速率与丙烷质量流量的公式，公式为，根据丙烷燃烧区域的等效直径求取所需丙烷最大质量流量；

步骤七：利用步骤四中得到的结果，通过火焰高度等效法得到同等火焰高度下丙烷的需求量；

步骤八：从改变丙烷的供给量从热释放速率、燃烧速率和火焰高度三个方面模拟航空煤油燃烧的实现装置。

所述的航空煤油燃烧状态模拟系统由控制系统、燃料储存输送系统、安全监测保护系统、冷却水存储输送系统和燃烧单元组成，控制系统由计算机和PLC组成，控制计算机为决策级，系统采用PROFIBUS总线作为通信总线，依据PLC采集到的信息，经过逻辑运算向PLC发送控制命令，PLC是底层执行级，采集传感器的数据，驱动执行机构动作和实现底层连锁功能；燃料储存输送系统由丙烷储罐、减压器、安全阀、管路、丙烷泵、气化器、阻火器、阀门、电磁阀、调节阀等组成；冷却水存储输送系统包括储水罐、水泵、管路和阀门；燃烧单元包括点火燃烧器和主燃烧器。

所述的步骤五中的热释放速率等效为控制丙烷气体的流量使其在热释放速率指标上与某条件下的航空煤油一致。

所述的步骤六中的燃烧速率等效为控制丙烷气体的流量使其在燃烧速率指标上与某条件下的航空煤油一致。

所述的步骤七中火焰高度等效为控制丙烷气体的流量使其在火焰高度指标上与某条件下的航空煤油一致。

所述的调节丙烷的流量以控制丙烷燃烧，从而模拟航空煤油的燃烧，航空煤油燃烧状态模拟系统控制系统、燃料储存输送系统、安全监测保护系统、冷却水存储输送系统和燃烧单元组成，实现燃烧状态的模拟调节。

本发明的有益效果是：本用丙烷燃烧火焰模拟航空煤油燃烧火焰的实现方法，通过分析航空煤油的燃烧特性，建立其燃烧的数学模型，从热释放速率等效、燃烧速率等效、火焰高度等效等原则，实现更安全、环保、来源广泛的丙烷来模拟航空煤油的燃烧方法。

附图说明：

图1是本发航空煤油燃烧状态模拟系统图。

具体实施方式：