随着生态文明、环境保护等观念深入人心,一些对生态环境有危害的灭火剂如哈龙灭火剂等逐渐被淘汰。而细水雾则以安全环保、高效灭火、配置灵活、安装维护方便等独特的优势被认为是哈龙灭火剂的完美替代品。成为火灾安全领域的研究热点。迄今为止关于细水雾灭火技术的研究主要集中于从宏观层面讨论细水雾的灭火效能以及灭火机理。只有少数研究者从雾滴与燃料以及火焰相互作用的角度来探索细水雾灭火的本质。对单个雾滴与高温着火燃料相互作用的动力学过程研究仍然不够全面系统,尤其是对水滴撞击着火分层油水的认识更是甚少。而研究水滴撞击着火油池的过程有助于从微观角度去理解细水雾灭火中出现的特殊现象,例如细水雾施加初期出现的火焰强化等。因此进一步开展水滴撞击常温以及着火分层油水的动力学特性研究能够使我们科学理解细水雾灭火的微观机理,对提高细水雾灭火技术的安全性具有指导意义。本文搭建了两个实验平台分别用来探究液滴撞击常温分层油水的撞击现象以及液滴撞击着火分层油水时火焰膨胀现象。实验中使用高速摄像系统记录了水滴撞击分层油水的动态过程以及火焰发生瞬间膨胀的过程。测量并计算了皇冠高度、射流高度及对应直径、弹坑体积、表面气泡的持续时间以及火焰高度、体积和火焰膨胀持续时间等典型特征参数。通过改变油层厚度、水滴直径和下落高度、燃料种类以及着火条件等实验条件来探究水滴撞击分层油水的动力学特性。开展了液滴撞击常温下分层油水的动力学特性研究。实验中发现了双冠现象,这是在撞击均质液体系统中不会出现的;观察到双冠-射流、双冠-气泡、单冠-射流以及单冠-气泡四种典型撞击现象;发现了撞击现象受到油层厚度和水滴撞击速度的影响,绘制了由水滴韦伯数We和油层厚度h共同决定的撞击现象分区（We-h）图,确定了各种现象之间过渡的临界范围;揭示了韦伯数、油层厚度对典型现象的特征参数（皇冠高度、弹坑体积、射流高度及直径、表面气泡持续时间等）的影响规律;对比分析了水滴撞击正庚烷油池和水池与撞击分层油水的差异,探究了油-水界面的存在对撞击现象以及特征参数的影响;发现油-水界面对弹坑以及射流的发展起阻碍作用;计算了水滴在撞击分层油水过程中的能量转化率,揭示了油层的存在以及厚度变化对撞击过程中能量转化规律的影响;油层存在时能量转化率显著减小,水滴撞击分层油水时的能量转化率明显小于撞击均质液体油池,并且能量转化率随油层厚度的增大而减小。开展了液滴撞击着火分层油水的动力学特性研究。实验中观察到水滴撞击燃料表面后火焰发生瞬间膨胀的现象;通过计算得到了不同工况条件下火焰的膨胀尺度（火焰高度与火焰体积）,定量分析了油层厚度、水滴直径和撞击高度以及燃料种类对火焰膨胀尺度以及火焰膨胀持续时间的影响;与水滴撞击着火油池进行对比分析,揭示了两种情况下发生火焰膨胀的机理;对于水滴撞击着火油池,火焰膨胀主要是由冷液滴在高温燃料内吸热汽化引发蒸汽爆炸导致的;而对于水滴撞击着火分层油水,许多细小的子油滴飞溅从而增大燃料与空气的接触面积可能是形成火焰瞬间膨胀的主要原因。