细水雾强化火焰燃烧的模拟实验

通过对细水雾作用下25 cm×25 cm×5 cm的煤油火油盘燃烧行为实验,获得了不同水雾流量下的煤油火燃烧的温度和平均质量损失变化规律。研究得出,细水雾的施加会导致煤油火焰燃烧速率增加,若细水雾不能及时灭火,将会强化煤油燃烧,水雾流量越大火焰强化越明显;分析发现,细水雾穿透火羽流后落入高温油面,对油面造成扰动是强化煤油火焰燃烧的重要原因。     

不同通风方式下地下环形受限空间火羽流卷吸特性研究

地下环形受限空间作为一种新型的地下公共交通系统,火灾已成为其安全使用的最大威胁。火羽流卷吸运动机理研究是进行火灾风险评估、防排烟设计的重要基础。采用数值模拟、理论分析方法,研究了不同通风方式、火源位置共同耦合作用下地下环形受限空间火羽流卷吸特性的机理;定量分析了9个火灾场景,即主干隧道、出入口支路隧道、交叉路口隧道三种火源位置在横向、半横向、纵向不同通风方式下的火羽流在受限空间顶棚的温度、烟羽流高度和火羽流CO浓度的变化规律;最终提出了当火源位置位于主干隧道时,半横向通风方式最佳,火源位于出入口支路隧道时,横向通风方式最佳,火源位于交叉路口隧道时,纵向通风方式最佳;为提升地下环形受限空间整体的消防安全性能,其排烟方式应采取多种排烟方式的组合。本研究可补充现有受限空间火灾动力学理论,为地下受限空间火灾烟气控制、人员疏散以及火灾综合防治提供理论依据。     

高压细水雾喷嘴对巷道煤尘的喷雾降尘试验研究

随着地下煤矿开采深度的增加以及大规模机械化采掘的发展,粉尘污染问题成为煤矿安全的重中之重。对粉尘污染的控制必须从源头做好预防治理,将粉尘污染浓度控制在允许的范围内。设计一种加工简单、价格便宜的带内旋芯的直射式高压细水雾喷嘴,通过喷雾降尘试验研究了不同内部结构喷嘴的雾化特性,主要从喷嘴的喷雾射程和充分雾化距离来考量,并对比分析了出口直径分别为1.2 mm和1.5 mm的两种同型号喷嘴对巷道煤尘的喷雾降尘效果。试验结果表明:喷嘴内部结构以α=30°、l/d=2时的雾化效果为佳;出口直径为1.2 mm的喷嘴对巷道煤尘的降尘效果更好,其流量也较小,对水资源的浪费少;喷嘴直接雾化为细水雾进行降尘时,当喷雾压力为8～9 MPa时,其对巷道煤尘的降尘效果较好,当喷雾压力超过10 MPa后,随着喷雾压力的升高,其对巷道煤尘的降尘效果并没有得到明显的改善。     

加油站埋地油罐人孔井油气爆炸事故模拟实验

根据加油站实际工况,模拟埋地油罐人孔井内发生汽油泄漏时,挥发的油气在人孔井内积聚并遇到点火源发生爆炸的事故.埋地油罐内布置压力传感器,实验人孔井内布置压力传感器,人孔井周围布置热流传感器,以获得事故对埋地油罐、人孔井口人员及设备的影响数据.实验结果表明:爆炸在人孔井内产生的压力冲击波和热辐射冲击,会对人孔井口的人员造成严重伤害,但对埋地油罐罐内不会造成影响.油气闪爆后,人孔井盖可能处于关闭或打开两种状态,使得人孔井内火焰熄灭或形成稳定燃烧,燃烧限制于人孔井,对埋地油罐和周围设施影响较小.     

气泡雾化细水雾灭火技术应用前景分析

介绍了气泡雾化灭火技术,同时结合前人理论和试验研究,分析了气泡雾化细水雾灭火技术的优势,并从固定式和移动式两个方面分析了气泡雾化细水雾灭火技术的应用前景.     

细水雾抑制石化污水系统内油气爆炸的实验与模拟

为研究石化污水系统内细水雾抑制油气爆炸的冲击规律,搭建10 m×1.5 m×1.5 m真实尺度污水系统模型,并开展细水雾抑制油气燃爆实验,结合数值模拟方法研究了细水雾覆盖区域、细水雾喷雾流量、可燃气初始浓度等因素爆炸冲击的影响。结果表明,通道前端覆盖细水雾使得腔体峰值超压明显增强,后端覆盖细水雾腔体内部爆炸超压被显著抑制;随着水雾起始位置距点火点距离D的增加,通道内爆炸超压峰值出现时间明显延后,且爆炸峰值超压逐渐减弱;腔体前端施加细水雾时,随着喷雾流量的增加爆炸超压峰值出现时间明显提前,且爆炸峰值超压逐渐增加,而后端施加细水雾时,规律相反;细水雾施加下,随着可燃气初始燃料配比ER增加,通道内爆炸超压峰值呈现先增后减、超压峰值出现时间先减小后增大。     

高架火炬燃烧热辐射危害性分析

为了确定某企业高架火炬改造前后事故工况下火炬燃烧热辐射的危害情况,采用CFD模拟全厂停电工况下火炬系统排放燃烧热辐射云图获取不同热辐射强度的影响范围,为火炬系统高度设计以及确定火炬系统与周边设施及人员集中场所的合理安全间距提供指导依据。     

不同供给强度的压缩气体泡沫扑灭油罐火的性能比较

采用压缩气体泡沫系统在直径11 m和直径21 m的模拟油罐上开展全面积实体火灭火试验,分析讨论了压缩气体泡沫供给强度与灭火时间、泡沫液消耗量之间关系.试验结果表明,在一定燃烧面积下,随着压缩气体泡沫供给强度提高,灭火时间逐渐减小;随着油池直径增大,最低压缩气体泡沫供给强度应增大;当压缩气体供给强度超过临界值时,灭火所需泡沫液量会大幅降低.     

天然气长输管道喷射火事故影响因素模拟分析

利用PHAST软件对天然气长输管道运行压力、泄漏面积、管径、泄漏方向以及风速等因素对喷射火事故的影响进行了定量模拟分析,结果表明:随着运行压力、泄漏面积、管径和风速的增大,伤害半径也随之增大;而随着泄漏方向的扩大,伤害半径则随之减小。     

环境风作用下船舶甲板庚烷油池火下游气体温度分布特性

船舶甲板常处于海上有风环境,发生火灾后难以预测火灾态势的发展,将对船上人员的生命和财产安全构成巨大的威胁,因此开展有风环境下船舶甲板火灾研究十分必要。以船舶甲板上发生庚烷油池火灾为例,运用FDS数值模拟软件建立环境风作用下船舶甲板油池火模型,分析不同风速和火源功率下船舶甲板近壁面气体温度分布特性。结果表明：有风环境下,火源下游甲板近壁面气体温度分布可划分为3个阶段,并对应存在两个温升峰值点;第二温升峰值点下游气体温度随着与火源距离的增加呈现指数衰减的趋势,继而结合量纲分析,建立了无量纲温升与无量纲距离的相关关系模型。     

储罐液下泡沫喷射系统的应用研究

建立了压缩空气泡沫灭火试验装置和试验储罐,对储罐液下泡沫喷射灭火技术进行了试验研究,研究结果显示:发泡倍数和泡沫液流量对灭火效果影响明显,而储罐泡沫的注入位置对灭火效果影响较小;液下喷射的发泡倍数宜控制在5~7之间,发泡倍数超过8后,泡沫层含油量超过40%,无法控火;泡沫混合液供给强度宜取5.0 L/(min·m~2),供给强度加倍后,无法控火;在适宜的试验条件下,控火时间在40~45 s。     

泡沫发生装置对二氧化碳泡沫性能影响研究

泡沫发生装置是影响二氧化碳泡沫灭火系统性能的关键部件，现行泡沫发生装置主要由气液混合腔和扰流装置两种部件共同组成，且在使用过程中易因气流和液流流量或压力设计或控制不当造成管路中发生脉动现象，故结构设计和参数选取至关重要。基于二氧化碳泡沫灭火系统，开展同轴混合腔与扰流器对二氧化碳泡沫性能的试验研究，主要包括同轴混合腔放置方向(气液两相流流向与重力方向是否相同)和不同扰流器(螺杆扰流器、筛网扰流器、丝网扰流器)对二氧化碳泡沫性能的影响，分析了二氧化碳泡沫灭火系统产生脉动现象的原因，获得了同轴混合腔和扰流器对二氧化碳泡沫析液时间、泡沫发泡倍数、泡沫形态的影响规律，并对各工况下二氧化碳泡沫灭火系统的灭火性能和抗烧性能进行了测试。结果表明：同轴混合腔垂直向上且选择丝网扰流器的工况下，二氧化碳泡沫灭火系统产生的泡沫性能最优。     

单层大空间建筑内防火隔离带设计与计算

独立的可燃物岛是在建筑内部将可燃物集中布置。本文基于科学设置相邻可燃物岛的间距以阻止火灾蔓延的思想,建立了单层大空间建筑内防火隔离带理论模型,并利用FDS场模型对热烟气层温度变化进行了模拟计算,得到了热烟气层最高温度Ts,进而计算得到防火隔离带的宽度。研究结果表明:火源功率是影响防火隔离带的主要因素,对于单层大空间建筑火灾(最大功率为25MW),10.2m宽的防火隔离带可以有效地阻止火灾蔓延;在火源功率确定的前提下,热烟气层对可燃物的热辐射远小于火焰对可燃物的直接热辐射。     

大型甲醇储罐火灾风险与消防技术探讨

分析了大型甲醇储罐区的燃爆危险性及火灾特点,相对中小型甲醇储罐火灾,大型甲醇储罐火灾具有热辐射强、火焰温度高、浓烟少等特点,这类储罐火灾灭火难度大,主要体现在泡沫液灭火能力低、泡沫液流动距离小、覆盖范围有限、易复燃等。目前大型甲醇储罐消防系统的设计升级缺少足够的大尺度甲醇储罐灭火试验数据及以往甲醇储罐火灾事故信息支撑。联合开展大型甲醇储罐的消防试验研究是确保消防系统有效性和可靠性的必要措施。     

LNG全容罐安全阀尾管设置研究

针对LNG全容罐罐顶安全阀尾管排放气被点燃后产生的喷射火热辐射,可能导致全容罐开裂、坍塌等事故情况,分析确定安全阀尾管高度及排放方向是火灾热辐射影响范围的重要因素,通过采用DNV PHAST软件进行16×10~4 m~3全容罐罐顶安全阀释放可燃气云扩散影响及喷射火热辐射影响模拟计算,确定安全阀尾管高度15 m,垂直排放时能够满足相关安全要求,为LNG全容罐安全阀尾管高度优化设计提供了一种模拟计算方法。     

汽油泄漏的池火灾危害特性及安全间距研究

针对油料泄漏引起池火灾的危害特性,重点研究池火灾热辐射作用范围的影响因素以及油料储存设备设施的安全间距问题。通过对汽油泄漏池火灾的燃烧特性参数进行分析,重点研究了油池直径对安全间距的影响,并结合具体案例对汽油池火灾的热辐射危害范围进行了经验估算和CFD仿真模拟分析。结果表明:当油池直径从10 m增加到40 m时,热辐射通量增大了11倍;当油池直径大于40 m后,热辐射通量随油池直径的增加以0.25倍的速率稳定增长;案例火灾发生时,救援人员应在距离火源220 m以外的区域展开救援。该研究结果可为油料泄漏引发的池火灾事故救援提供参考。     

煤田火区有害气体排放的环境影响评估方法研究

煤田火区有害气体的排放非常显著,已经引起广泛关注。基于目前的研究进展,分析了煤田火区有害气体排放的影响因素,在此基础上建立了煤田火区有害气体排放的现场调查方案,分析了适用于煤田火区有害气体扩散计算的数学模型,提出煤田火区有害气体排放的环境影响评估方法以及防治对策,并展望了其评估方法的应用前景,以为煤田火区区域大气污染的治理效果分析提供科学依据。     

综合管廊电缆火灾细水雾灭火效果数值模拟

城市综合管廊具有狭长的结构和封闭的环境等特点,一旦发生火灾,将会造成非常严重的后果。为研究细水雾喷头间距、110 kV电缆横向间距、220 kV电缆横向间距、电缆桥架间距对综合管廊电缆火灾细水雾灭火效果的影响,从综合管廊消防设计的角度出发,采用火灾动力学模拟软件Fire Dynamics Simulator(FDS 6.7.1),模拟分析了不同工况下喷头启动时间、灭火时间和着火电缆长度的变化规律。结果表明:喷头的启动时间随着喷头间距的增加而减小,随着110 kV电缆横向间距、220 kV电缆横向间距和电缆桥架间距的增加而增大;喷头启动时间越长的布置方案其所需的灭火时间越长;着火电缆长度随着喷头间距、110 kV电缆横向间距、220 kV电缆横向间距和电缆桥架间距的增加均呈现减小的趋势。     

压缩气体泡沫灭火器的研发及性能测试

通过压缩气体泡沫(CAF)灭火器的优化设计,开展了不同气液比、泡沫输出管线长度和泡沫出口管径的试验研究,确定了压缩气体泡沫灭火器的最佳技术参数。将压缩气体泡沫灭火器进行了覆盖性能测试,同时与负压式、干粉灭火器进行了流淌火的对比试验。研究结果表明:该灭火器不仅具备覆盖功能,同时灭火速度快、用量少,无论物化性能、灭火性能,都超越现有的吸气式灭火器和干粉灭火器,是新一代高性能灭火器材。     

液化天然气罐车泄漏原因分析及事故后果模拟

收集和整理了2006年1月至2016年6月间81起液化天然气罐车事故案例,并针对交通事故后经常发生泄漏事故进行了原因分析及后果分析。以广东省某高速公路上发生液化天然气罐车泄漏为例,运用ALOHA软件对泄漏后引发的喷射火、蒸气云爆炸、沸腾液体扩展蒸气爆炸3种事故后果进行模拟,定量得出事故危害范围,并利用Google Earth进行可视化。同时,模拟了不同风速条件下对3种事故后果危害距离的影响情况,结果表明:当风速处在1.5~2.5 m/s时,风速的增大会使喷射火、蒸气云爆炸事故危害距离逐步增大;但风力的大小不会影响到沸腾液体扩展蒸气爆炸所形成的热辐射伤害区域。