船舶火灾是船舶海难事故中危害性较大的一种事故,是船舶安全研究的重大课题。船舶火灾可发生在机舱、货舱、客舱和甲板等含可燃物的位置,其中机舱、货舱和客舱属于封闭腔室火灾,火灾烟气的危险性较大,疏散困难。而机舱内的可燃物的危险性远大于货舱和客舱,是船舶火灾的最常见也是研究最多的火灾模式。由于机舱火灾的复杂性和特殊性,研究者们对机舱火灾发展过程认识不足,机舱火灾烟气控制技术发展缓慢。因此对船舶机舱内火灾烟气运动和控制技术进行研究具有重要意义。本论文在22m(长)× 12m(宽)× 14m(高)的实验舱内开展了烟气自然填充实验和烟气控制实验,烟气自然填充实验研究不同火灾规模和不同火源位置的烟气运动规律,机械排烟控制实验研究了送风口位置、排烟风机启动时间以及排烟风机排烟量大小对烟气控制效果的影响。本论文测量的参数有燃料的质量损失速率、舱室内烟气温度以及舱室内烟气的沉降时间,得出以下几点结论:通过分析不同火灾规模、不同火源位置的对烟气沉降和舱室烟气温度的影响,发现舱室内烟气温度随着火源功率的增大而增大,烟气沉降速率随着火源功率的增大而加快,当火源功率较小时,顶棚温度较低,喷淋的喷头无法启动。当火源被移至墙边时舱室内的温度和烟气沉降的速率都降低;火源被抬升4m后,顶棚温度较高,消防喷头能启动,烟气的卷吸高度降低,烟气产生减少,烟气沉降速率变慢,烟气稳定在8m高度,火源抬升后对地面的工作人员疏散有利。实验舱室内设置有不同尺寸的填充物,发展了有填充物舱室的烟气沉降时间的预测模型,与前人推导的烟气沉降模型对比,发现本文推导的模型能更准确的预测烟气沉降的时间。通过分析送风口位置、风机启动时间和排烟量对烟气控制的影响,发现送风口在1.5m高度时烟气控制效果较差,送风促进燃料燃烧,加速烟气的沉降;送风口在5m高度时,火焰发生倾斜,送风对燃烧有冷却作用,控烟效果较好;送风口在9.5m高度时,对烟气层有冷却效果。对比点火后立即开启风机和点火90s之后开启风机,风机立即开启,烟气沉降较慢,火灾发生后,应尽早开启风机。通过对排烟量的大小对控烟效果的分析,可知排烟效果并不是一直随着风量的增加而变好,当排烟量从34.57m3/s增至47.11m3/s,温度降低的幅度不大,部分测点温度没有变化,烟气沉降的变化也不大,最佳排烟量是34.57m3/s。