由于对民机货舱中不同气液流量的低压双流体细水雾研究较少,且对单个喷头雾通量和雾动量的定量、定性分析不够完善,还需设计开展实验进行更深入的研究.参考美国联邦航空管理局(简称"FAA")制定的相关标准,设计并搭建飞机货舱低压双流体细水雾实验平台,主要包括FAA全尺寸飞机货舱、低压双流体细水雾系统.采用的喷头与常规的喷头有所不同,喷出的细水雾是一个圆形平面,具有优良的弥散性和滞空性.实验中采用马尔文粒径分析仪结合Spraytec软件测量不同气液流量下的细水雾雾滴粒径,发现当气体流量从250 L/min增加至350 L/min、液体流量保持0.5 L/min不变时,细水雾雾滴粒径从130μm降低至95μm;当液体流量分别为0.75 L/min和1.0 L/min时,粒径大小分别从161μm降至110μm,从201μm降至142μm.根据美国防火协会的标准,采用量杯收集法测量得到不同气液流量下的雾通量,发现单独增加气体流量或液体流量,其雾通量都会增加.当气体流量为350 L/min、液体流量为1.0 L/min时,雾通量达到最大值,为0.255 L/(min·m2).利用粒子图像测速仪的高速摄像机拍摄喷雾照片,测量雾滴速度,结果显示,在3种不同的液体流量工况下,随着气体流量从250 L/min增加至350 L/min,对应的雾滴速度均近似以0.04的增长率上升,最小值为8.5 m/s,最大值为16.0 m/s.在假设细水雾雾滴形状为球状时,雾动量关系式由雾滴质量与速度的乘积得到.选取雾滴速度最大值代入公式,得到单个雾滴在不同气液流量下的雾动量变化曲线,发现当气体流量为250 L/min、液体流量为1.0 L/min时,单个雾滴动量达到最大值,为3.6×10-8 kg·m/s.通过实验研究不同气液流量对低压双流体细水雾雾场特性的影响,得出以下结论:当液体流量不变,气体流量从250 L/min以25 L/min的变化率增加至350 L/min时,雾滴粒径和雾动量逐渐减小,而雾滴速度和雾通量逐渐增加;当气体流量不变,液体流量从0.5 L/min以0.25 L/min的变化率增加至1.0 L/min时,雾滴粒径、雾动量和雾通量均逐渐增大,而雾滴速度逐渐减小.对于单个雾滴,雾动量取决于雾滴粒径的大小;而对于喷头喷出的所有雾滴,雾滴速度决定了整体雾动量的大小.今后课题将进行细水雾灭火实验,探究达到最佳灭火效果的气液流量.结论可用于飞机货舱细水雾灭火系统的设计与改进,为飞机防火系统一些参数的设置提供了实验和理论基础.

低压双流体细水雾;雾滴粒径;雾通量;雾滴速度;雾动量

王康;王景栋;陶波;贺元骅

中国民用航空飞行学院,四川 广汉 618307

消防科学与技术

[1]王康;王景栋;陶波;贺元骅-.气液流量对低压双流体细水雾雾场特性的影响)[J].消防科学与技术,2022(04):510-515,541

低压双流体细水雾,雾通量,雾动量,Spraytec,飞机防火

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