灭火一直是大规模火灾和石油和天然气行业十分感兴趣的研究方向,本文的研究重点是在良好通风的条件下,对大型正庚烷池火(D=14.2m)开展灭火模拟研究。近年来,用水作为溶剂与各种气体以及各种活性剂混合产生了不同用途的泡沫灭火剂,如水成膜泡沫(AFFF)灭火剂。基于此,本文选择细水雾与二氧化碳混合产生一种复合混合灭火剂,并对细水雾以及细水雾与二氧化碳混合灭火剂熄灭正庚烷油池火,分别开展了数值模拟研究。首先,我们进行了网格大小的灵敏度分析,在燃料完全燃烧开始施加灭火剂进行灭火。对于细水雾单独灭火,为了寻求一种灭火效率更高的细水雾颗粒分布模型,我们针对两种不同粒径分布、大小和数量的细水雾灭火效果进行了比较,发现当细水雾粒径较大时,与Rosin-Rammler对数正态分布相比,Rosin-Rammler粒径分布的细水雾灭火更有效。不仅如此,与较小粒径(124.6μm)的细水雾相比,RR分布、较大粒径(275 μm)的细水雾灭火在气相能量平衡、热释放速率、温度与辐射抑制方面更为高效。进一步,将细水雾与二氧化碳进行混合,与细水雾单独采用的灭火效果进行了对比分析。结果表明,混合灭火剂比细水雾有更好的灭火效果。主要体现在火焰被完全抑制后,灭火剂喷嘴附近的温度与火源附近的辐射均被有效地降低。混合灭火剂减少了围绕油池火的热气,从而有助于细水雾的穿透并接触到液相燃料表面。尽管在施加混合灭火剂时火焰热辐射有短暂升高,但与单独施加细水雾比,火焰温度大大降低了,同时,混合灭火剂更为有效地降低了池火的质量损失速率。在本文数值模拟中,细水雾与混合灭火剂的初始参数设置均类似相同,但是气相能量平衡、喷嘴上下火焰温度、油池边缘火焰辐射的结果均不相同。目前尚未发现耦合液态流体和气态流体灭火的相关数值模拟工作,本文研究结果将为优化水基气体混合灭火剂、提高灭火效率提供了可能的应用前景。