基于热解动力学建模的餐饮油垢自燃发火规律及判断准则研究

With the development of the high energy equipment and high burning point cooking oil used in kitchen, the threatening of kitchen fire increasing greatly.Due to the lack of in-depth study on spontaneous combustion of cooling oil tar, the study of fire cooking oil fume channel stays in the stage of management.In the aspect of the theory of spontaneous combustion, study the influence of pyrolysis behavior of spontaneous combustion and production characteristics, is a frontier problem in current research. The spontaneous combustion and spread process of cooking oil tar in fume channel are intensively studied through the establishment of the cooking oil tar spontaneous combustion simulation experiment system and adopt the simulation experiment, theoretical analysis ,numerical calculation and the simplified modeling. The effect of flue wind speed, material, size and angle design of the flume ara anlysied and the cooking oil tar spontaneous combustion model and combustion criterion are established. This research focuses on the cooking oil flume of spontaneous combustion of coal spontaneous combustion rule, based on the research, the project results will promote the development of spontaneous combustion theory, and provides the scientific basis for the flue system of fire prevention and control.

随着餐饮服务业的迅速发展，餐饮业厨房产生的油烟量越来越大，由此产生的油烟道火灾频频出现，消防形式严峻。由于缺乏对油烟垢自燃发火规律的深入研究，一直以来餐饮油烟道火灾研究停留在管理阶段。在自燃发火理论研究方面，探讨油烟道系统可燃物热解动力学行为对自燃发火规律的影响，关注自燃发火生产物特性，是当前研究的前沿问题。本项目搭建油烟道油垢自燃发火模拟实验系统，通过实验模拟、理论建模、简化分析和数值计算，系统研究餐饮油烟道油垢自燃发火及蔓延过程，揭示油烟道油垢燃烧特性，研究油烟道油垢、风速、材质、尺寸及角度设计等对火灾蔓延的影响，建立油烟道自燃发火理论模型及发火判断准则。同时，系统研究不同实验条件下油垢自燃的气体产物生成特性，揭示气体产物生成规律与自燃发火影响因素间的关系。本项目研究着眼于油烟道油垢自燃发火研究，立足于自燃发火规律研究，项目成果将促进自燃理论的发展，并为油烟道系统火灾防控提供科学依据。

随着餐饮服务业的迅速发展，油烟道火灾频频出现，消防形式严峻。由于缺乏对油烟垢自燃发火规律的深入研究，一直以来餐饮油烟道火灾研究停留在管理阶段。探讨油烟道系统可燃物热解动力学行为对自燃发火规律的影响，关注自燃发火生产物特性，是当前研究的前沿问题。本项目通过采用热重分析和傅立叶红外光谱分析相结合的方法，分析油烟道油垢燃烧特性。研究分析结果表明，油垢热重分析在空气气氛下的失重过程分五步进行，根据积分动力学分析方法对后四阶段失重进行分析，提出了四阶段“一级+三维扩散模型”，油垢燃烧特性的总体表现失重过程可以是看作四种不同组分的物质在不同温度区间内发生的失重过程。建立了一个实尺寸单管油烟道油垢燃烧物理模型。通过统计学正交设计方法建立工况组合，模拟计算得到各个时刻风管内气流温度、流速等变化及燃烧发展情况。引入了“着火温度概率函数PFT”的综合考核指标，并进行了影响因素分析。结果表明，单管油烟道火灾的“因素主次”一致为：风速对火灾影响最大，其次为油垢厚度和油烟道壁面厚度，相比较油烟道断面尺寸的影响最小。模拟计算结果发现油烟道直角弯管的拐弯处火灾时温度最高，所以在油烟道设计时油烟道的连接应采用弯头连接形式，一方面可以有效的防止油垢在拐弯处过度沉积，另一方面可以降低火灾时直角弯头局部温度。建立了一个实尺寸单管油烟道系统灭火实验物理模型。通过统计学正交设计方法建立工况组合，得到相应的温度场和灭火时间数据。为客观考查和比较细水雾灭火的影响因素，首次提出了“灭火温度概率函数PMT”的综合考核指标，并进行了影响因素分析。通过自行搭建的全尺寸单管油烟道火灾实验平台，进行了常压水喷淋和不同特性细水雾喷淋灭火实验。通过实验结果发现，常压水喷淋灭火由于水滴较大受气流影响较小灭火效果比较好；由于存在较强的气流，细水雾雾滴不能达到火源区域，从而因无法完全覆盖灭火效果降低；对于小流量的细水雾灭火系统，在一定范围内改变雾滴的大小几乎不改变其灭火效果；细水雾喷雾压力对灭火效果的影响并不明显；增加喷头个数能明显增强细水雾灭火效果；含有氯化钠为添加剂的细水雾比纯水细水雾灭火效果更好。另外，油烟道发生火灾时应该在第一时间关闭风机、打开防火风门。本项目研究着眼于油烟道油垢自燃发火研究，立足于自燃发火规律研究，项目成果将促进自燃理论的发展，并为油烟道系统火灾防控提供科学依据。