小尺度油品扬沸火灾火行为的实验研究

扬沸火灾作为原油油罐火灾中的一种特殊火灾现象,一旦发生将会造成巨大的灾害.扬沸时的火行为,特别是火焰的突变是造成危害的主要原因之一.采用红外热像仪对小尺度油罐油品扬沸火灾火焰温度场和火焰高度突变现象进行了实时研究,分析了火焰温度场突变的原因和火焰突变高度与油罐直径的关系.结果表明,油品扬沸时火焰的突变程度随油品黏度的增大而增大,扬沸时无量纲火焰高度随着油罐直径的增大而减小.可为研究大尺度的油罐扬沸火灾火行为提供一定的理论基础.     

扬沸火灾发生时间预测模型的建立与应用分析

原油储罐扬沸火灾由池火灾发展而成,是一种危害性极大的事故.准确预测扬沸事故发生的时间,是扬沸机理研究中的难题之一.现有扬沸时间计算的通用模型由于没有考虑油品的粘性作用,计算结果误差较大.把扬沸火灾简化为无内热源的非稳态传热问题,在此基础上进行传热分析,进而推导出扬沸事故时间计算模型.设定了6组不同尺寸和不同充装水平的原油储罐池火灾,利用推导模型计算出了相应的扬沸事故发生时间.将计算结果与通用模型计算结果以及实验结果进行对比:该模型的准确性由于通用模型,计算结果与实验值误差较小,较为合理.研究结果对于扬沸火灾事故下消防人员的灭火救援的安全保障具有重要意义.     

油罐扬沸火灾防治模拟实验研究

分析扬沸火灾形成的3个基本物理条件,给出扬沸三角形的概念,提出通过破坏3个基本条件中任一条件来抑制扬沸火灾发生的构想。为解决其防治问题建立小尺度油罐扬沸火灾防治模拟实验台,用沸石和双列盘管式冷却法对扬沸火灾防治进行了实验研究;通过对比两种方法施加前后的油层、油水界面、水层温度和火焰辐射,发现双列盘管式冷却法和沸石能有效地抑制扬沸的形成和降低扬沸的危害程度。从机理上分析,小尺度油罐扬沸火灾的防治方法可为扬沸火灾的防治提供一定的理论依据。     

油罐火灾沸溢发生时间预测模型

油罐火灾发生沸溢具有很大的危险性,而沸溢时间的准确预测是目前的一个技术难题。笔者结合宽沸程油品油罐火灾沸溢实验,对油层内部传热过程进行详细分析,认为油罐火灾沸溢事故可近似地看作一无内热源、常物性的非稳态传热问题,其过程包含油水界面不参与换热和参与换热的两个阶段。建立了油罐火灾沸溢发生时间预测模型,对两个不同阶段,分别进行理论分析和数值方法进行求解,并同实验数据对比。结论可信,误差较小,为沸溢机理探讨研究和油罐沸溢火灾的扑救提供了参考依据。计算表明:燃烧速度和油罐底部水层厚度对沸溢时间的影响很大,而降低罐壁温度并不能有效地延迟沸溢的发生。     

油品火灾扬沸前兆现象的实验研究

本文研究典型油品扬沸前兆期的火行为。应用火焰显示技术观察扬沸前兆期的火焰结构；测量扬沸过程中油、水层的温度——时间历程；在时域、频域上分析扬沸前兆的微爆噪声特性；并在原理上提出诊断，预报油品火灾扬沸发生的新途径。     

原油罐沸溢火灾发展阶段及沸溢发生时间试验研究

为观察原油储罐沸溢火灾燃烧过程,探究影响沸溢发生时间的因素及规律,利用小尺寸模拟储罐开展原油罐火灾模拟试验研究。根据火焰图像与质量燃烧速率变化,原油罐火灾可以划分为扩展、稳定燃烧、沸溢燃烧、火焰熄灭4个阶段。在考虑油罐尺寸与初始油层厚度的基础上,建立原油罐火灾沸溢发生时间预测模型。结果表明,沸溢发生时间与初始油层厚度和油罐直径的比值呈正比关系。     

比较FDS和FLUENT在池火灾模拟中的应用

热辐射是池火灾燃烧的主要危害之一,可能导致人员伤亡或设备设施损坏。油罐火灾是典型的池火灾。本文通过对无风情况下油罐火灾火焰形状进行理论模型分析,建立了各自的物理模型和几何模型。应用计算流体动力学软件Fluent和火灾动力学模拟软件FDS,对无风情况下池火灾对周围大气环境的热辐射强度进行模拟,得到了火焰周围入射热流密度分布图,运用软件Statistica拟合得出热辐射强度与距离火焰中心的水平距离的对应关系,分别计算出轻伤半径区域下的最小安全距离。数值模型模拟结果与池火灾经验模型进行比较,发现FDS辐射强度结果与经验模型结果吻合较好。分析了利用这两种模型模拟油罐火灾各自的优点和缺点,最后提出了运用FDS软件模型模拟油罐火灾时的优势。     

原油储罐火灾扬沸形成时间预测模型研究

扬沸火灾是一种突变性火害现象，其发生能导致巨大的人员伤亡和财产损失，其形成时间预测问题一直备受关注。根据能量守恒定律，把原油层内的热量传递看作无内热源、常物性的非稳态传热问题，建晓热量传递模型，通过预测油层内的温度分布，结合小尺度油罐扬沸火灾实验结果，推导出扬沸形成时间预测模型。并对其可靠性进行了案例验证，结果表明模型准确，误筹较小。实验发现随着罐径的增大，水层厚度对扬沸形成时间的影响逐渐减小。通过预测模型计算得到：扬沸形成时间与初始油层厚度和罐径的比值存在正比例关系。     

油罐区泄漏及火灾危险危害评价

对某大型油罐区进行泄漏及火灾的危险危害评价.采用毒性物质泄漏扩散模型模拟油罐的泄漏事故,得出了泄漏介质在罐区附近的等质量浓度分布曲线;采用池火火焰与辐射强度模型,计算油罐、输油管道、汽车装油栈台等发生池火灾时的热辐射强度,并结合不同辐射强度值对人和设备的影响程度,给出了池火灾的影响范围.     

改变垫水层沸点的薄层扬沸实验研究

扬沸是油池火灾的一种特殊现象,燃料和垫水层交界面的过热温度和沸腾状态是决定扬沸是否发生以及发生时间的最主要因素,过热温度由沸点决定。在垫水层中添加氯化钠能够改变垫水层的沸点,从而改变交界面的过热温度。在垫水层添加氯化钠使其成为饱和氯化钠水溶液,对此条件下的油池火燃烧进行实验探究,以验证前人关于扬沸临界条件的研究结果,并为扬沸防治提供思路。垫水层改变为饱和氯化钠溶液后,柴油实验组均没有发生扬沸,且观察到火焰温度和热辐射强度的下降。表明此方法可以有效抑制扬沸的发生。     

植物滞尘分析及其数学表达模式

在植被的树冠结构分析、植物滞尘机理和粉尘沉降速度半经验公式的基础上,建立了植物滞留大气颗粒物的数学表达式。利用Beta功能函数φθ(X)、叶面的投影面积、叶面积密度a(z)、叶投影面积分布参数Kx、Kz等描述不同植被冠层的结构特征,并分析了冠层内的空气动力变化和树冠内气溶胶的平衡公式。借鉴Slinn的颗粒物沉降半经验公式、Petroffa等的阔叶滞尘计算模式,植物滞尘沉降通量数学表达式以树冠中树叶的位置为变量、由颗粒物在单片树叶上的各物理机制的沉降速度积分而成。结合国内外植物上沉降速度的试验结果和植物滞尘沉降通量公式的分析结果对影响植物滞尘的主要因素进行了比较分析。     

泄漏油火对邻近罐的危害特性研究

本文分析了泄漏油品形成地面流淌火灾的特点，研究了地面油品流淌火放热对邻近罐的危害能力，被火焰包围的设备温度升高情况，以及火灾的发展过程。对制定油罐安全间距和规范及对火灾的预防和扑救具有一定实用意义。     

排烟口设计对排烟效果影响的模拟研究

通过FDS模拟计算,考察烟气稳定性、烟气溢流厚度、烟气溢流量和机械排烟效率等参数研究排烟口高度的变化和排烟速率的变化对排烟效果的影响.研究结果表明:排烟效果随着排烟口位置的升高而逐渐变好,排烟口与蓄烟池下沿的垂直高度在0.8 m以上效果最好;排烟速率宜适中,过大容易导致烟气层紊乱,过小则控制烟气溢流效果不好并且排烟效率不高.     

基于渗透稳定性分析的尾矿库坝体稳定性研究

论述了尾矿库坝体稳定性分析主要理论,鉴于浸润线位置对坝体稳定性的重要影响,从尾矿库坝体渗透稳定性分析出发,提出通过坝体渗流稳定分析计算坝体稳定性的理论;强调了水对尾矿坝稳定性分析的重要作用,总结了尾矿库坝体产生渗漏的原因及种类,得出通过尾矿坝排渗固结提高尾矿坝稳定性的结论.最后提出综合运用各种排渗措施,以降低坝体浸润线,加速尾矿固结,从而提高坝体稳定性.     

边坡爆破高度对边坡稳定性的影响

为了解爆破后由急倾斜且具有水平裂隙发育岩体组成的边坡稳定性及其内部破坏规律,最终总结出爆破高度对边坡稳定性的影响特征,使用基于颗粒流理论的PFC3D进行该工况模拟。利用PFC3D中的JSET和Bonds模拟非连续和连续性的岩体构造形式,以对实际的岩体中岩块和裂隙发育进行模拟。针对存在该类型构造发育边坡的实际工况,设置了13个爆破点的6个爆破方案进行模拟。研究了模拟结果表现出的边坡内部裂隙和位移随爆破高度的变化规律。其表明了对于同时起爆各爆破点而言,爆破高度越高爆破后边坡越稳定的结论,并分析了出现该现象的原因。说明了结论的普适性,同时该边坡实际的爆破情况也支持了该结论。     

生物炭对抗生素环境行为的影响研究进展

随着养殖业和医药业的迅猛发展,进入环境中的抗生素日益增多,其导致的环境污染问题引起国内外学者的广泛关注。利用生物炭处理抗生素的技术是近10年来的一个研究热点。生物炭具有原料来源稳定、制备简单、取材广泛、成本低廉、无二次污染等优点,能有效地控制抗生素在生态环境中的迁移和转化行为。简要介绍了生物炭的主要元素组成、比表面积、表面官能团及pH值等基本理化性质,重点阐述了生物炭吸附抗生素的机理及其影响因素,分配作用、表面吸附作用、微孔填充作用、π-π电子供受体作用、氢键作用和静电作用是生物炭吸附抗生素的可能机理,而制备温度、比表面积和孔隙结构、溶液体系pH值、重金属离子、腐殖酸和根系分泌物等是影响吸附的重要因素。还概括介绍了新型功能生物炭在吸附抗生素方面的应用研究,综述了生物炭对抗生素的迁移、转化、归趋等环境行为的影响,并指出了生物炭-抗生素未来可能开展的研究方向。     

基于模糊保护层的池火灾事故风险分析

为计算引发池火灾事故的风险值,提高事故风险的量化水平,判断现有风险控制措施是否满足风险容忍度的要求,为制定减缓风险措施提供依据,给出了新的池火灾风险评估模型。基于传统的保护层分析模型(LOPA),结合模糊集合理论,引入模糊风险矩阵进行风险评估,构建适用于引发池火灾事故的模糊保护层(fL OPA)风险分析模型。该模型的特点是将模糊逻辑和保护层分析结合,减少了传统保护层分析方法计算过程中的不确定性因素,引入严重度减少指数(SRI)概念,使严重度计算、风险评估更加准确。运用该模型对原油储罐泄漏池火灾事故风险进行分析,给出风险决策方案,判断现有保护措施是否能控制风险在可容忍范围内,实例验证了模型的可行性。     

碱溶液对As污染土壤的化学萃取修复

通过实验室浸泡试验,研究了0～200 mmol/L的NH3·H2O和KOH溶液对As污染土壤的化学萃取修复效果,同时分析了碱溶液萃取导致的土壤pH值变化以及土壤组分Ca、Mg、Fe、Al、Si的溶出情况.结果表明,NH3·H2O溶液仅能去除很少的土壤As,KOH溶液对土壤As的去除效果则较好.5～200 mmol/L的NH3·H2O和KOH溶液对土壤As的去除率分别为1.47%～4.44%和2.32%～23.33%.碱溶液能有效去除土壤As是由于OH-的作用.NH3·H2O和KOH溶液萃取导致土壤pH值增加,以及土壤中Fe、Al和Si不同程度地溶出,而KOH溶液导致土壤pH值增加和Al、Si溶出的作用明显大于NH3·H2O溶液.研究表明,采用KOH溶液萃取能有效修复As污染土壤,但应密切关注KOH溶液对土壤的负面影响.     

浓度对橡胶粉尘爆炸特性的影响

为了解橡胶粉尘的爆炸危险性,采用20 L球爆炸测试装置对常温常压下、粒径75μm以下的橡胶粉尘在质量浓度50~700 g/m3范围内的爆炸特性进行试验研究,测定其最大爆炸压力及爆炸指数随质量浓度的变化规律,进而对其爆炸危险性程度进行分级。结果表明:橡胶粉尘质量浓度为300 g/m3时,爆炸压力达到最大值0.49MPa;在橡胶粉尘质量浓度为250 g/m3时,爆炸指数达到最大值5.04MPa·m/s,根据ISO 6184粉尘爆炸烈度等级分级标准,其粉尘爆炸危险性分级为St-1级。     

楼梯间障碍物对安全疏散的影响研究

楼梯间存放的障碍物与人员安全疏散密切相关,利用仿真软件Pathfinder进行疏散模拟,研究楼梯间障碍物对疏散总时间和各出口流量的影响,以及人员路径选择的变化。结果表明,障碍物的存在对安全疏散产生较大的消极影响,使存在障碍物的楼梯间人流量减小,疏散时间延长;影响人员对疏散路径的选择,使其他楼梯间疏散人数增加和疏散时间延长;障碍物位置处易形成疏散瓶颈,造成严重拥堵。