飞机地面积/除冰环境模拟与试验研究

飞机地面积冰是飞机进入冬季安全飞行的重要隐患,很多飞行事故都是因为没有清除飞机表面的积冰而造成的。基于对飞机地面积/除冰的真实环境的分析,在低温湿热试验箱中模拟积/除冰时的大气条件,对机翼积/除冰进行试验研究。通过改变环境温度、除冰液温度、流量、浓度等影响因素,利用光纤式结冰传感器得到不同环境条件下,除冰液参数对除冰过程的影响数据,并对这些数据进行了分析。试验结果表明该装置能有效地模拟飞机地面积/除冰过程,数据分析显示飞机地面结冰过程主要受外界环境温度,湿度(空气的水含量)的影响;对飞机地面除冰来说,除冰液温度参数是除冰效果达到最佳的关键因素。     

喷雾送风系统对热环境及人体热反应影响研究

为探讨不同喷雾送风模式对室内高温环境的改善效果，研究喷雾送风系统对室内环境参数、人体平均皮肤温度及主观热感受的影响。通过搭建高温强辐射环境试验平台，设置喷雾与送风相结合、仅喷雾及仅送风等4种不同的喷雾送风模式，分析喷雾送风系统对室内热环境的降温效果。并以12名在校大学生为受试者，探讨喷雾送风系统对人体皮肤温度、热感觉、热舒适、空气干湿感的影响规律。结果表明：喷雾与送风相结合时降温效果最好，室内空气温度降低3.9℃,人体平均皮肤温度降低2.2℃,受试者热感觉从接近3(热)降至-1(微凉),热舒适由-2(不舒服)提升至2(舒服)。研究结果可为喷雾送风系统设计提供参考。     

高温巷(隧)道热环境控制实验研究

针对深井巷道采掘及隧道快速形成中的热环境问题,按几何相似建立了模拟实验巷道,研究了在不同制冷风流送风速度和风管出口与独头面间距条件下,独头巷道内空气温度变化规律。结果表明,选择合理的风速,适当的风管出口与独头面间距,能够在距独头工作面一定的距离内形成一个气候控制区,控制区内的空气环境参数能够满足矿山安全规程的规定。实验结果对巷(隧)道等地下工程的热环境改善及控制具有参考价值。     

船舶机舱污染综合治理

目前,由于国内设计的机舱一般较为紧凑,空间位置较小,又处于船舶的底部,基本呈半封闭状态,因此,舱内异常闷热,空气混浊,振动持续,噪声量大,劳动条件十分恶劣,轮机作业人员的健康长期受到损害。 据调查,目前船舶使用的中、高速柴油机一般都是低频噪声,机舱噪声平均高达100分贝(A)以上,而且机舱含多个复杂声源,在封闭的金属硬反射空间内形成一个混响声场。 此外,船舶机舱动力机械机体和排气管的温度很高。锅炉及蒸汽管道的散热,特别是燃用渣油需加温至110℃以上,加上通风条件太差,使得机舱内温度达到40～50℃,局部区域高达70～80℃。而油蒸气…     

掘进巷道热环境与通风效率数值模拟研究

井下工作面必须应用通风系统。采用数值模拟技术分析了两种通风方式下,不同风口布置的掘进巷道内空气龄、空气流速和热舒适性指标PMV值的分布情况。根据模拟结果对掘进巷道通风模式的选择提出了建议。结果表明,长距离送风和短距离抽风方式是最有效率的通风模式。压入式通风方式的风口应布置在距掘进头10 m附近,抽出式通风方式抽风口应布置在距掘进头2m范围内。在相同的送风条件下,可增大短距离抽风方式下的送风温度,以提高掘进巷道内热舒适性和降低能耗。     

考虑火源位置的船舶机舱火-热-结构耦合研究

为准确分析真实火灾条件下的船舶机舱结构力学行为,克服传统标准温升法的缺陷,提出基于火灾动力学模拟器(FDS)和ANSYS的火-热-结构力学耦合分析方法;采用FDS仿真模拟真实火灾场景,获得近机舱内壁面处时变温度场信息,以此温度场信息为边界条件,传输到结构力学行为仿真软件ANSYS中,对机舱结构加载温度荷载并进行瞬态热分...     

低压环境下不同三元圆柱锂电池热失控危险特性对比研究

为研究21700和18650新旧2型多用途锂离子电池在航空运输低压环境下的热失控特性差异,采用动压变温实验舱搭建实验平台开展实验。将实验环境压力设定为飞机巡航时的环境压力30 kPa,对比常压101 kPa,使用外部热源加热的方式触发锂电池热失控,利用热传播引发相邻电池热失控,分别从热失控温度变化特性、热释放速率和热解气体组分浓度变化进行分析。研究结果表明:能量密度更高的21700电池热失控峰值温度更高,高温危险性要高于18650电池,但触发热失控所需的热量更多,电池间热传播时间会延长;低压环境有利于降低锂电池热失控燃爆峰值温度,减小燃爆热释放速率,但会产生更多CxHy和CO等具有燃爆性的热解气体,可能会在有限空间内与氧气混合引起二次燃爆。     

城市地下道路合流分岔路段烟气控制策略的优化研究

采用数值模拟的方法,对火源位于合流分岔路段上游时不同的纵向通风烟气控制策略进行了模拟分析,得到最佳的通风控制策略及送风参数。研究结果表明:火灾发生时,若只有主隧道送风,当送风风速为临界风速时,尽管火源上游烟气得到了很好的控制,但下游仍会有部分烟气会流入匝道,影响匝道内的行车安全;若加大主隧道送风风速以消除匝道内的烟气,则所需风速过大,既不经济也不安全;如果采用主隧道和匝道联合送风的送风策略,主隧道以临界风速送风,则匝道以较小的送风风速即可得到较好的烟气控制效果。该通风策略应为最优的烟气控制策略。     

常在天上飞小心“飞行病”

有些人长时间乘坐飞机会出现一些不适症状,如头晕、头痛、恶心、呼吸不畅、食欲下降、烦躁不安、颈腰酸痛、疲劳等。医务人员称此为“飞行症候群”,常见于出国远行的人们。出现这些不适的原因比较多,与机舱内环境条件不理想、时差、低血糖、旅客身体素质不佳等都有关。在高空飞行,机舱内的空气往往得不到充分的更换,而长途航行旅客要在机舱内呆七八个甚至十多个小时。长时间的飞行,机舱内的二氧化碳含量上升,负氧离子含量下降,加上某些旅客患有感冒或其它呼吸系统的疾病,就会有人感到空气混浊。据国外研究披露,有些航空公司为了降…     

盾构隧道安全疏散通道加压送风计算分析

为防止盾构隧道行车道发生火灾时烟气侵入人员疏散通道,可通过在盾构隧道疏散通道内设置独立机械加压送风系统保证疏散通道内正压状态进行防烟,提高人员疏散安全性。分别利用风速法和压差法对某隧道工程疏散通道加压送风系统送风量进行试算,并采用FDS(Fire Dynamics Simulator)软件对疏散前室送风、疏散通道单侧送风及疏散通道双侧送风3种加压送风方式进行模拟分析,对比不同加压送风方式下各疏散口风速、温度、能见度的情况。结果表明,通过风速法计算得到的加压送风量要大于压差法。采用前室加压送风会造成较强的气流扰动,导致疏散口附近风速及温度剧烈波动,部分烟气进入前室,不利于人员疏散。采用疏散通道加压送风时,疏散口处风速稳定。但采用单侧加压送风时,火源下游疏散口处会有部分烟气积聚,影响人员疏散。采用双侧加压送风时烟气积聚少,疏散口附近温度、能见度等安全指标均在临界范围内,防烟效果良好,可以保证人员疏散安全。因此,建议采用纵向疏散通道加压送风,送风量建议采用风速法计算,当采用纵向疏散通道双侧加压送风时,建议在风速法得出的送风量基础上增加10%作为安全值。     

温和地区高校宿舍冬季室内热舒适性评价

以昆明理工大学某学生宿舍作为研究对象,对室内热环境进行现场测试和问卷综合分析,根据测试和调查结果选取了有效温度作为衡量指标,基于MTS和PMV-PPD模型分析的方式对研究对象存在的冬季室内热环境较差、温度低、湿度高的问题进行了热舒适评价,旨在为昆明高校宿舍热环境的研究和改善提供参考。     

火源位置对L型管廊电缆火灾影响规律的数值模拟研究

选取某城市L型综合管廊电缆舱为研究对象,采用FDS数值模拟软件研究了不同火源位置对L型管廊电缆火灾温度纵向衰减规律、烟气浓度分布规律及烟气危害性的影响。研究结果表明,L型廊道构型影响了不同火源位置的管廊电缆火灾最高温度纵向衰减的连续性,基于热边界层理论提出了适用于L型管廊的二维平面最高温度纵向衰减模型。基于峰宽时间计算了L型管廊火灾的烟气总危害性参数,不同火源位置的烟气危害性总在靠近管廊节点位置处最低。这些结果可对综合管廊的消防设计与火灾防控提供参考。     

火灾场景下民机客舱人员疏散仿真及优化

为研究民机撞地后燃油泄漏引发的火灾对客舱人员疏散的影响,采用PyroSim建立B737-800客舱火灾模型,综合分析客舱烟气蔓延、温度、CO浓度和能见度的变化,得到CO浓度直接影响各出口的可用安全疏散时间;用CabinEvacu仿真工具设置3种人员疏散方案,得到ASET约束下各出口的疏散人数;考虑客舱乘务在民机紧急事件下的引导作用,提出CabinEvacu的优化模型。研究结果表明:仿真结果有效提升客舱的疏散人数和出口逃生率,但依旧无法确保人员的全部撤离。该研究结果可为火灾场景下民机客舱人员疏散提供参考依据。     

飞机货舱低气压环境对火灾探测参量影响研究

旨在为飞机货舱火灾探测系统设计和研制提供理论支撑,在飞机货舱环境模拟实验舱内开展了70kPa、80kPa、90kPa和100kPa下正庚烷火灾实验,分析了低气压环境对顶棚温度、烟气密度和气体浓度火灾探测参量的影响规律。低压下空气密度较小,卷吸系数减小,导致顶棚最高温升增加,顶棚温度衰减变快。同时,低压下烟气密度降低,并与压力呈指数关系,指数系数约为0.946,扩展了前人研究结果的应用范围。CO浓度最大值随压力降低而增加,且CO增长速率与压力呈负指数关系。CO2增长速率随着压力降低而略有减小。     

低压环境对锂电池热失控释放温度影响

为研究锂电池在民航飞行低压特殊环境的安全性及发生热失控灾害后的高温危险性,通过可模拟飞行变动条件的动压变温实验舱开展系列实验,研究锂电池在不同低压环境下的（101,60,30 kPa）多节18650型锂离子电池热失控温度特性,采集电池池体温度及热失控喷射释放温度等参数。研究结果表明:随环境压力降低,圆柱锂电池间的热失控传播并不能被阻断,但锂电池热失控灾害所释放产生的高温区域减少,且高温持续时间变短,释放所产生温度的高温危险性随环境压力的降低而有所降低。     

低气压下火焰视频图像特征研究

为了进行非密封飞机机舱内视频火灾探测技术的研究,借助中国科学技术大学QR0-12步入式环境低气压试验舱开展低气压下(100kPa,90kPa,70kPa,50kPa和30kPa)火焰视频图像特征研究。在实验舱中用正庚烷作为可燃物进行点火实验,拍摄火焰视频,研究低气压环境下火焰的颜色、空间变化、运动、相对稳定性、边缘粗糙度、相邻帧火焰区域面积变化率、面积重叠率、相关性特征。实验结果表明,火焰的颜色、空间变化特征不会随气压变化而变化;而火焰动态特征等都会因气压的不同而发生变化。因此,火焰的颜色和空间变化特征在低气压环境中仍可用于火焰区域分割和识别,而其他动态特征会随着气压发生变化,不能用常压下的方法来训练分类模型,但仍可以用以区别火焰和静止的疑似区域。     

深井高温热环境的数值评价

根据井下工作面热环境的特点,采用了数值模拟的方法,对高温巷道中的热环境进行数值模拟计算,并应用预计热舒适指标(PMV)对不同设计参数的井下环境的热舒适程度进行科学的评价,给出了高温巷道中的速度场、温度场、热舒适PMV值。以某矿山高温巷道为实例进行了热环境评价,得出了热环境评价结果。结果表明在温度为40℃的高温巷道中,采用入口处风速为0.8m/s即可满足通风降温的要求,所得结果更具有直观性、准确性,为最优通风降温方案的确定提供了技术依据。     

民机客舱安全疏散能力模糊综合评价

随着民航业高速发展,民航客机飞行事故和严重事故征候时有发生,并且很难完全避免,因此做好民机客舱安全疏散对减少人员伤亡损失有着重要意义。通过对影响民机客舱安全疏散的各种指标进行定性分析,建立民机客舱安全疏散能力评估指标集,应用层次分析法得到各指标的权重,建立多级模糊综合评价模型及安全评价等级模型。最后将此方法应用到实际案例中,得到某航空公司的客舱安全疏散能力评价结果,通过进一步分析并对该航空公司安全管理提出指导性建议。     

常用高、低温防护服隔热性能研究

为评价常用类型高、低温防护服的防护性能,本研究应用热平板仪、人工气候室和暖体假人等研究设备,对高低温作业典型工种常用的耐高温防护服和低温防护服的隔热性能进行了研究。研究结果显示,不同类型高、低温防护服的服装面料、服装整体的隔热性表现出一定差异,模拟环境下的着装生理学测试结果也存在不同,防护服的面料、结构和工艺等均影响到其整体隔热性能。防护服装的全面评价通常涉及安全性、工效学特性等多个方面,有必要从服装的舒适性、工效学特性等方面进一步研究,并开展大规模的现场人体穿着实验,从而为高低温防护服的选用和设计改进等提供依据。