原油流淌火燃烧特性的试验研究

利用自行设计的流淌燃烧试验平台对原油流淌火的燃烧特性进行了试验研究,分析了坡度对火焰高度、质量损失速率、火焰温度和热辐射等火灾特性参数的影响。结果表明,原油在稳定流淌燃烧时,在燃烧槽末端出现类似池火的燃烧现象,且火势规模较大;原油流淌火的火焰高度、质量损失速率、火焰温度和热辐射均小于同等规模的油池火,且坡度越大,火灾特性参数越小;坡度引起的油层运动破坏了油品表面稳定的传热结构,导致维持油品稳定燃烧的热平衡状态发生变化是造成原油流淌火与池火在火灾特性参数上不同的主要原因。     

受限空间内油料火灾的热释放速率分析

为了深入研究受限空间内油料火灾的热释放速率规律,在液体和高温气体之间能量传递的基础上,利用"质量消耗率法"确定了液体可燃物燃烧时释热速率的大小。同时,对受限空间内轰燃现象通常采用的三种最大热释放速率确定方法进行了比较分析,指出了其不足之处,并采用Waterman轰燃判断方法确定了受限空间的轰燃速率,进而得到整个油料燃烧过程的热释放速率。最后,结合实例进行了比较分析,验证了提出的受限空间内液体火灾的热释放速率确定方法的正确性。     

不同几何边界的航煤油池火灾燃烧特性

利用不同尺度的方形和圆形油池,在油池火燃烧特性综合实验台架上开展航空煤油池火灾燃烧特性研究,重点分析了热释放速率、发烟速率、总产烟量和火焰温度等燃烧特性参数的变化规律。结果表明:在根据热释放速率划分的燃烧阶段中,方形油池火灾存在台阶上升阶段,并分析了其产生的机理;相同燃烧面积条件下,方形油池火灾产烟量大,燃烧效率低于圆形油池;油池火灾火焰轴向温度分布的测试结果与前人结论吻合较好,总体呈中下部根部上部的趋势,且方形油池的燃烧温度低于圆形油池。实验为有效预防和快速控制多尺度形状的航煤油池火灾提供了参考。     

购物中心典型火灾场景的实验研究

首先对天津等北方4个城市的典型购物中心商铺进行了火灾荷载调查,分析其中服装类商铺的调查数据,并基于均值火灾荷载密度337 MJ.m-2制定了燃料包,进行了ISO 9705标准房间火的实验。结果表明购物中心类典型服装店场景在大尺寸实验的条件下,热释放速率的峰值达到1 MW左右,平均热释放速率为191 kW,火灾增长率是处于中速火和快速火之间,并且偏向于快速火。     

受限空间内局部油气爆燃超压与火焰传播特性

对不同体积分数油气爆燃超压特性进行研究,发现爆燃超压-时间变化规律可归纳为3种形式;对火焰传播过程进行可视化研究,发现传播过程可分为5个阶段,且出现了tulip火焰;对火焰行为进行研究,得出爆燃升压速率振荡是由火焰与压力波相互作用引起的;对油气爆燃的超压峰值、爆燃时间、平均升压速率和爆燃孕育期进行研究,得到实验工况下由于局部积聚油气爆燃后,未燃气体得到氧气补充发生化学反应,导致最大爆燃超压峰值出现在当量比1.2处,而爆燃时间、爆燃孕育期的最小值和平均升压速率的最大值出现在化学当量比附近。     

室内装饰织物燃烧特性研究

室内装饰织物因其容易点燃、燃烧速度快、蔓延迅速等燃烧特性,对室内火灾的发展蔓延及火灾危害都有重要影响。运用锥形量热仪对棉麻、涤纶、帆布、泡纱、条绒等5种室内装饰织物的燃烧性能进行了实验研究,测量了室内装饰织物在不同热辐射条件下的燃烧特性,并对实验数据进行图像拟合,通过具体的实验数据和图像分析比较了5种室内装饰织物在不同热辐射条件下的点燃时间、热释放速率、质量损失速率、比消光面积及CO生成量。最后得出了各种织物的火灾危险性相对大小。     

核反应堆紧急停闭后燃料元件的释热

本文用集中参数法导出反应堆紧急停闭时燃料元件释热率对时间变化的函数关系,在此基础上对其影响因素作一些初步分析。对反应堆事故作热工分析,需检验事故过程中燃料元件的热负荷、载热剂焓值及燃料元件温度的变化;应急冷却系统的设计需知道载热剂从堆内带出热量的速率。这些都与单位长度的燃料元件,单位时间内向载热剂释放的热量有密切关系。燃料元件释热率(q_L)就是单位长度的燃料元件,单位时间内向载热剂释放的热量。反应堆发生重大事故时,均实行紧急停闭,这种情况下,燃料元件释热率是一个随时间变化的量,找出它们的函数关系,便于对反应堆事故,例如失水事故、载热剂泵断电事故等进行理论分析,也便于研究停堆后的冷却问题。     

火场中的金属变形及其在火灾勘查中的证明作用

火场当中,钢质材料的存在形式很多,常见的有五种特殊存在形式竖直承重、竖直不承重、竖直悬挂、水平悬空和水平放置.研究钢质材料这五种存在形式在火场当中的变形,有助于对起火点的认定和火灾发展蔓延方向的分析.     

热射流起爆过程的数值模拟

采用改进的化学非平衡流解耦方法处理Euler反应流方程,并以H2/air 9组分21方程模型对竖直喷注的热射流起爆过程进行了二维数值模拟。对流项采用五阶WENO离散格式,时间推进采用二阶Runge-Kutta方法。详细分析了热射流以不同速度、入射位置、入射宽度和入射倾角喷射时在爆震管内形成的流场,总结了射流参数状态影响起爆的一般规律;解释了激波、火焰的相互作用对"热点"的形成以及转变为爆震的影响,特别是激波反射对"热点"形成的促进作用。结果表明,爆震波通常由火焰面和固壁附近狭长未燃区域中的"热点"产生。"热点"向爆震波发展的过程是过驱爆震阶段,存在三波结构。为了实现快速起爆,应当增大射流入射速度、贴近侧壁并以适当入射角度喷射热射流。     

密度板炭化痕迹特征的研究

选用市场上常见的密度板作为研究对象,采用明火引燃和泼洒易燃液体引燃两种方式制备燃烧炭化痕迹,观察其宏观特征;利用扫描电镜观察其炭化物微观形貌,利用图像处理技术,对不同引燃方式下板材燃烧炭化物形貌进行分析,研究炭化痕迹特征。研究结果表明,密度板燃烧炭化痕迹为不规则的多边形,随着温度的升高,炭化程度逐渐增加、裂纹宽度变宽;纤维表面杂质逐渐减少,表面逐渐光滑,裂纹多出现在纤维黏结处。另外,密度板燃烧时的热释放速率和质量损失速率对其燃烧炭化裂纹有明显影响。     

两种典型油品油罐火灾扑救模拟试验研究

用一种由膨胀珍珠岩材料做成的直径分别为2.3cm、3.0cm和3.7cm球状隔热浮子,对两种油品油罐火灾进行扑救模拟试验。研究结果表明,对于低闪点油罐火灾的灭火效果差,而对于高闪点的油罐火灾,隔热浮子覆盖油液表面,能够减少上面高温火焰对油液面的传热,进一步减弱油液面的蒸发,灭火效果好。     

高温燃气与不同构型的再生冷却面板对流传热的数值模拟

对高温燃气与带有平行冷却通道的再生冷却面板之间的三维耦合传热开展了数值研究,其中冷却通道内冷却剂为超临界压力煤油,并结合理论分析探讨了冷却面板构型对耦合传热的影响。结果表明:随燃气侧壁厚以及冷却通道宽度和高度的增大,燃气侧壁面温度升高,热流密度降低。研究还发现:冷却通道不同壁面传递给煤油的热量占比几乎不随燃气侧壁厚变化,但随冷却通道宽度和高度的改变而变化。     

凹腔布置方案对气化煤油超声速燃烧特性的影响

针对两种凹腔布置方案,模拟马赫数6.0的来流条件,采用气化RP-3开展了一系列直连式燃烧试验。依据燃烧流场的可见光图像、燃烧室壁面静压分布和推力增益,对比分析了凹腔布置方案对气化煤油超声速燃烧特性的影响。结果表明,凹腔布置方案和当量比对燃烧室内的火焰分布、燃料的释热特性和发动机燃烧性能有显著影响。并联凹腔的火焰与释热主要集中在凹腔附近,燃料比冲对当量比不敏感;单凹腔的火焰与释热分布更加分散,燃料比冲随当量比的增加而提高。     

柴油发电机房火灾危险性数值模拟研究

利用数值模拟的方法,对柴油发电机房的火灾危险性进行了分析,重点对热释放速率、火灾温度、烟气运动规律、能见度进行了模拟研究,并给出了具体的数据,以有效地制定相应的防火对策。     

机场道面抢修用聚氨酯稳定集料的试验研究

以机场道面意外损毁的抢修为目的,进行了聚氨酯发泡快速稳定道面基层回填料的试验研究。试验结果表明,常温下用聚氨酯发泡稳定碎石集料,2 h无侧限抗压强度达到2.05 MPa,对道面结构的有限元分析表明,试验所用材料可满足道面基层的力学性能要求。     

典型包装材料燃烧性能实验研究

使用锥形量热仪对典型包装材料———内衬聚苯乙烯(PS)泡沫塑料外包装硬纸板的燃烧性能进行了实验研究,测得了不同热辐射强度下包装材料样品的点燃时间、热释放速率、质量损失率、比消光面积(发烟量)、CO的产率等燃烧性能参数。实验结果表明,包装材料受热辐射时很容易被点燃,燃烧时放出大量的热和有毒烟气。     

LPG储罐区池火灾危险性分析及扑救对策

综合SFPE推荐的池火灾火焰热辐射计算模型,结合热辐射伤害破坏准则,分析了LPG储罐区池火灾的危险性,应用该方法计算分析了某LPG站发生池火灾时的伤害破坏范围。根据计算分析结果,在扑救LPG储罐区池火灾的过程中,对于按照有关国家标准规定的防火距离布置的LPG储罐区,仍然需要重点冷却着火罐及相邻罐,防止长时间火焰热辐射作用导致储罐破裂,发生沸腾液体扩展蒸气爆炸,同时,确定了消防人员和装备的安全距离。     

不同类型双层玻璃幕墙火灾烟气流动特性对比研究

采用大涡模拟方法研究整体式、走廊式和竖井式三类常用双层玻璃幕墙的火灾烟气流动特性。结果表明,整体式双层玻璃幕墙内的烟气在竖直方向上的蔓延速度很快,但空腔内烟气温度相对较低,约为180℃;走廊式双层玻璃幕墙可以将火灾烟气完全限制在着火楼层的玻璃幕墙空腔内,但空腔内最高温度高达270℃;竖井式双层玻璃幕墙不能完全阻止烟气向其他楼层玻璃幕墙空腔内的蔓延,但与整体式双层玻璃幕墙相比,进入其他楼层的烟气量明显减少,玻璃幕墙空腔内的最高温度介于上述两种双层玻璃幕墙空腔内最高温度值之间。在实际应用中,应充分考虑不同类型双层玻璃幕墙的消防问题,并有针对性的采取防护措施,降低其火灾危险性。     

无电焊接热循环测试研究

利用热电偶测试了无电焊接过程中同一厚度钢板不同位置、不同厚度钢板同一位置处的焊接热循环曲线,探讨了无电焊接热循环规律及焊接母材厚度对无电焊接热循环的影响。研究表明：无电焊接时,焊件上不同位置点的热循环曲线与电弧焊基本相似。但相较而言,无电焊接在加热阶段的升温速度与冷却阶段的降温速度均显著小于电弧焊。无电焊接过程中,焊件上离焊缝中心线越近,其升温速度越大,峰值温度越高,冷却速度也越大,这一变化规律与电弧焊时完全一致。无电焊接时,焊接热量沿横向的传热速度远大于其沿纵向的传热速度,这使得焊件厚度对无电焊接的影响较为显著,也是焊件厚度增加将导致焊接难度显著增大的根本原因。