噴濺

噴濺又稱沸噴。是原油或重質油品貯罐(池)著火後，一種噴射性燃燒的現象。噴濺是由於貯罐(池)底部有水墊層存在，著火後在熱波作用下， 使水墊層被加熱到汽化溫度(100℃) 後而發生的。噴濺時會產生空中火柱形燃燒，高達70~120米；沒有燃盡的油品落地後，還會突然造成大面積燃燒，傷害人員、毀壞車輛、裝備，甚至會引起鄰近貯罐(池)的爆炸燃燒，給滅火作戰帶來嚴重威脅。消防指戰員在撲救這類火災時，應有足夠的思想準備。火場指揮員應準確預測噴濺發生的時間，在作戰部署、火情監視、人員防護、緊急撤離等諸多方面，要有認真充分地準備，採取必要的措施，力爭把火撲滅在噴濺發生之前。

基本介紹

• 中文名：噴濺
• 外文名：splash
• 又稱：沸噴
• 類別：噴射性燃燒的現象
• 特點：產生空中火柱形燃燒
• 危險性：非常危險

噴濺產生的原因

研究表明：力的作用、熔池氣泡的逸出、液池瀑沸等因素導致熔池產生噴濺現象。

1)力的作用：作用1：熔池表面的力有電磁收縮力、電子轟擊力、電場力和由溫度梯度引起的表面張力等。在這些力的作用下，熔池中的液態金屬將流動。當液態金屬的流速超過一定值時，熔池便會出現紊流現象。紊流時液體的粘性阻力很小，且流體做不規則運動，所以紊流狀態I/極易產生噴濺現象。相反，流體處於層流時，由於粘性阻力大，幾乎不發生噴濺—因此，紊流現象的存在是噴濺現象具有隨機性和離散性的重要原因之一。

2)熔池氣泡的逸出：氣泡逸出主要是指某些金屬在液態時溶解了氣體，當溫度的升高或氣體壓強的增大時，溶解度增大，而當溫度或壓強減小時，溶解度就會降低而產生過飽和氣體，進而發生爆炸式逸出導致噴濺。氣泡的逸出將對熔池的穩定產生隨機擾動，破壞熔池內部的平衡流動狀態，氣泡的逸出不但使紊流區的噴濺機率增大，而且使液態金屬在層流區也有可能產牛噴濺，因此它進一步加劇了噴濺現象的隨機性和離散性，

3)液池瀑沸：熔池表面可能存在某些高壓區，在高壓區內，不但材料的沸點將提高，而且該區域內液體的溫度將超過材料在低壓時的沸點。因電弧不穩定，故局部高壓區不能保持，因此這些區域中的液體便成為過熱液體，進而產生瀑沸噴濺現象。

噴濺機率的影響因素

熔池的尺寸和形狀會影響紊流區的深度和形狀，而熔池的溫度決定著氣泡逸出程度和瀑沸程度，所以熔池尺寸、形狀和溫度將影響熔池噴濺機率。

由噴濺產生原因可知，熔池溫度越高，氣泡逸出和液池瀑沸程度越劇烈，噴濺機率越大。因粘滯阻力是抑制噴濺的重要因素，所以，熔池粘度越大，越難發生噴濺。

噴濺模型

1、熔池基本參數熔池的基本參數可由溫度場的計算結果給出，而溫度場的數值計算已很成熟，並有專用軟體如ANSYS等，故這裡只介紹溫度場的計算方法。觸頭在電弧作用下發生了材料相變，故電弧作用下的觸頭熱傳播過程屬於移動邊界問題，一般採用焓法和顯熱容法解決移動邊界問題。焓法的主要思路是將熱焓和溫度一起作為待求函式，在整個區域（包括液相、固相和兩相界面）建立一個統一的能量方程，利用數值方法求出熱焓分布，然後確定兩相界面，因此不需跟蹤界面，就可將液相區和固相區分開處理。

2、對於一個確定的熔池，熔池中的液態金屬處於紊流態時極易發生噴濺，而處於層流時噴濺機率很小。因為熔池中紊流區域很薄，所以噴濺機率從紊流區到層流區衰減很快，可以認為其服從指數衰減。通過溫度場計算可知，熔池溫度變化梯度不太劇烈，不會發生突變。因此，氣泡逸出和液池瀑沸機率變化相對較緩慢，即噴濺機率的變化趨勢相對比較緩慢。所以，先把溫度與噴濺機率的關係假設成拋物線映射關係，然後由試驗結果驗證。採用拋物線映射，不僅簡單，而且具有普遍的適用性。

抑制飛機濺射的因素

(1)舭彎。舭彎為船體橫截面外側一.段彎曲孤線，其作用是改變須狀噴賤的方向，使其沿彎曲船體表面向斜下方與船體分離，以降低噴濺高度。

(2)抑波槽。在前體船底兩側沿舭線設定溝槽，目的是將船底橫向的噴賤水流控制在縱向溝槽中，變成縱向流動，並從抑波槽出口流出，以改善中低速噴濺性能，以免噴濺水流衝擊螺旋槳和襟翼，以及發動機進氣道。

(3)擋水板。位於船艏舭線上方的擋水板，其作用是阻止波浪中艏部波浪砰擊水花飛濺，影響飛行員視界，許多大型水上飛機/水陸兩棲飛機均設此擋水板，用以抑制波浪中艏部波浪砰擊水花。

(4)縱向反斷階。

縱向反斷階為沿船體橫向一定距離布置的多個縱向階梯，其可阻止船體橫向流動，具有一定的噴濺抑制效果。此種型式雖經美國蘭利水池試驗證明其抑制噴濺效果明顯，但由於加工較複雜，還未套用於水上飛機船體。