燃气发生器及其相关子系统的安全分析

借助计算机仿真技术，用AutoReaGas软件对燃气发生器内部氢氧燃烧过程进行模拟，并由模拟结果和温度压力曲线，对点火点、初始压力等因素对燃气发生器内部燃烧的影响进行了研究，得到了燃气发生器内部氢氧燃烧的峰值压力，计算结果及规律与试验实测基本相符。根据计算结果对燃气发生器的故障原因进行了分析，为解决及预测故障提供了科学依据。     

点火提前角对焦炉气天然气混燃发动机燃烧特性的影响分析

为了研究不同点火提前角对焦炉气与天然气混燃发动机燃烧特性的影响,对一台6缸焦炉气发动机,运用CATIA建立其燃烧室模型。在相同的条件下,运用CFD分析软件研究了6种点火提前角（θig）下焦炉气与天然气发动机的燃烧特性。模拟表明:随着θig的提前,缸内的压力、温度、NO生成量的峰值都会升高且提前,当θig推迟到-12 ℃A以后时,出现严重的后燃现象,使得排放温度升高;当θig提前到-25 ℃A之前时,NO的生成量和缸内流速迅速增加,快速燃烧在压缩上止点之前10 ℃A范围内,发动机做负功;当θig为-15 ℃A时,虽然NO的生成有所增加,但是增加的不是很大,并且压力、温度、快速燃烧都在做功行程接近上止点的位置。     

不同物质组合摩擦火花引燃特性的研究

在本研究中,对碳钢、铍青铜和铜镍锰合金等三种金属与砂轮和45号钢轮摩擦时产生火花的能力和引燃能力作了对比实验。用于实验的可燃混合气为液化石油气/空气和氢/空气。实验表明,碳钢和砂轮摩擦产生的火花最强烈,但仍很难引燃液化石油气/空气混合气;铍青铜与砂轮摩擦时几乎看不到火花,铜镍锰合金在同样条件下产生火花的几率销大。在摩擦时间较长的条件下,两者均能引燃极易爆炸的氢/空气混合气,但爆炸却并不是在火花出现时立即发生的。可以推断:在上述条件下,摩擦造成的炽热表面是引燃的主要原因,而材料的引燃能力的强弱,不能只以是否产生火花为判断基准。     

外墙保温材料在火灾中的燃烧现象小尺寸实验研究

利用外墙保温材料的小尺寸燃烧实验来研究外墙保温材料在火灾过程中的燃烧特性,分析总结外墙保温材料在火灾过程中的燃烧现象.建立外墙保温材料火灾实验模型,对外墙保温材料火灾实验的实验方法以及数据测定方式进行了介绍.采用不同阻燃性质的保温材料,研究阻燃成分阻止竖向燃烧的效果.观察不同的保温材料在燃烧过程中的点燃性能.根据材料的阻燃性能、点火位置、固定方式的不同,总结燃烧痕迹的变化规律.分析非阻燃材料在燃烧的过程中的熔滴生成,发现产生的熔滴对未燃保温材料的点燃现象.观察不同的保温材料在燃烧过程中的烟气生成及烟气层的形成.通过小尺寸火灾试验的方法来研究建筑外墙保温材料火灾的特性,提出使用阻燃型外墙保温材料的必要性.     

不同点火模式下软质聚氨酯泡沫燃烧的实验研究*

为研究软质聚氨酯泡沫（FPUF）的燃烧行为对火灾的影响,采用锥形量热仪（CONE）分析FPUF在强制点火和非强制点火模式下的燃烧行为、热释放速率HRR、质量损失速率MLR和燃烧效率η。研究结果表明:当外部辐射≥40 kW/m2时,FPUF在2种点火模式下燃烧的HRR和MLR均出现2个明显的峰值且η约为88%;当外部辐射<40 kW/m2时,FPUF在非强制点火模式下燃烧的HRR和MLR曲线趋于单峰形式;FPUF在强制点火模式下燃烧前期为异氰酸酯（TDI）和多元醇的混合燃烧,在非强制点火模式下为TDI的挥发。根据研究结果修正现有燃料组分的热值计算方法,获得FPUF和多元醇的热值分别为（20±2）,（28±3） kJ/g。     

烟雾吸入性损伤

烟雾是可燃性物质燃烧分解而产生的微粒和气体。各种化学合成物燃烧后产生的烟雾，其成分多样和复杂，很多还未被人们所重视。烟雾吸人性损伤可以发生于许多职业，其中以消防作业最为明显。     

"燃烧假人"测试方法中燃烧系统设计研究

“燃烧假人”测试方法中火场环境生成是对服装整体阻燃性能进行定量评估的前提，而燃烧系统设计是实现具有可重复性、一致性、均匀性等特点火场环境的关键。本文对燃烧系统的需求进行了分析，对其构成及设计思路进行了研究，提出了一种解决方案。     

燃烧的充分条件

燃烧的充分条件有以下四条:一定的可燃物浓度:一定的氧气含量;一定的点火能量;未受抑制的链式反应.对于无焰燃烧,前三个条件同时存在,相互作用,燃烧过程中存在未受抑制的游离基(自由基),形成链式反应,使燃烧能够持续下去.     

点火源的类型及预防控制措施

点火源是粉尘爆炸和燃烧的关键要素。通过分析阴燃、明火、热表面、机械冲击火花、电火花、电弧以及静电放电等5种点火源的形成机制,提出了“外源性”点火源可通过正确的工作程序来预防,“内源性”点火源可通过技术和管理措施来控制。简述了相应的预防措施,提出了做好点火源管理的5点建议。     

金属摩擦火花的发生及引燃特性研究

为保障新时期工贸冶金煤矿行业的安全发展，以典型金属材料——TC4钛合金、Q235钢、304不锈钢及铝、镁、锌、铜合金的摩擦火花颗粒为研究对象，探究金属材料摩擦区域温度、火花颗粒表面形貌、粒度特征及引燃特性。结果表明：金属材料的物理特性对摩擦火花的发生情况具有明显影响；高熔点、高硬度、低热导率金属材料——TC4钛合金、Q235钢、304不锈钢更易产生摩擦火花颗粒，其摩擦接触点最高温度分别为462℃、750℃、801℃。摩擦试件的压力和旋转圆盘的转速直接影响摩擦火花颗粒的粒径和单位时间的火花量：随着摩擦试件压力增大、旋转圆盘转速增加，摩擦火花颗粒粒径、单位时间火花量呈现增长趋势。摩擦火花颗粒能够引燃氢气空气混合物与酒精液雾，所形成的爆炸燃烧环境又加剧了摩擦火花颗粒的爆裂燃烧，加大了摩擦火花颗粒的危险性。     

密闭空间中甘薯粉爆炸特性的试验研究

利用20 L球形爆炸测试装置探寻甘薯粉尘在密闭空间内的爆炸特性.测得甘薯粉的爆炸下限质量浓度,研究质量浓度,粒度和点火能量对爆炸猛烈度(最大爆炸压力和最大压力上升速率)以及燃烧特续时间的影响.结果表明:粒径较小时,甘薯粉爆科较猛烈,燃烧持续时间较短；随着质量浓度的增加,燃烧持续时间减少,最大压力上升速率逐渐增大并趋于稳定,而最大爆压呈现先增后减,并且存在一个最佳浓度范围,使粉尘爆炸最猛烈；最大爆压和上升速率随点火能量的增强而增大,较强的点火能量能显著改善低质量浓度粉尘的“爆炸不良”效应.将甘薯粉的爆炸下限质量浓度爆炸猛烈度与锌粉、镁粉和烟煤粉进行对比,发现甘薯粉的爆炸风险远高于烟煤粉和锌粉.     

添加H2对生物质气层流燃烧特性的影响

为研究H₂对生物质气层流燃烧特性的影响，在内径和长度均为200 mm,点火位置为正中央的圆柱形定容燃烧弹内进行当量比为0.6～1.4、H₂体积分数为7.15%～33.15%的掺氢生物质气/空气燃烧试验。利用高速摄像仪采集火焰传播图片，并通过计算分析软件Chemkin-Pro进行化学反应路径分析。研究结果表明：添加H₂对生物质气/空气的层流燃烧速度起促进作用，在贫燃侧增长效应平稳而在富燃侧增长效应显著，使火焰的不稳定性增强；火焰结构中主要自由基浓度的增大是引起层流燃烧速度增大的主要化学动力学原因；H₂主要通过参与HCO基团氧化加快反应速率，富燃侧层流燃烧速度显著增大的原因是H₂作用的路径多为有O₂参与的反应。     

氢气添加对乙醇/空气预混火焰燃烧特性影响的数值模拟研究

通过对不同混合比率的乙醇/氢气/空气燃烧特性进行数值模拟,研究氢气添加量对点火延迟时间、层流燃烧速度、火焰厚度、化学反应滞留时间及组分分布情况的影响。研究发现一定程度上氢气添加量的增加能够缩短混合气体的点火延迟时间,并且氢气对点火延迟时间的影响随着温度的升高而逐渐减小。随着混合比率的增大,层流燃烧速度增大,并且在混合比率大于0.4时显著增大。火焰厚度及化学反应滞留时间随氢气增加而逐渐减小。此外,进一步分析组分分布情况得知氢气添加使火焰中H*、O*、OH*自由基摩尔分数峰值增大,并且H+O+OH摩尔分数峰值与层流燃烧速度存在线性关系。     

水蒸气抑制甲烷燃烧和爆炸实验研究与数值计算

在爆炸激波管中对水蒸气抑制甲烷燃烧和爆炸进行较系统的实验研究,并对其抑燃、抑爆化学动力学作用机理进行数值计算分析。结果表明:加入一定量的水蒸气后,可以有效降低CH4-O2混合气体的燃烧速度和爆炸强度;当水蒸气量达到某临界值时,CH4-O2混合气体将不能被点燃。化学动力学数值计算结果表明:在混合气体中加入水蒸气后,增大了甲烷的点火延迟时间,降低了燃烧温度和H,O和OH等高活性自由基的浓度。水蒸气能有效抑制甲烷燃烧和爆炸,其作用效果源于其物理抑制和化学阻化的综合效应。     

基于PDF模型的镁铝合金粉尘燃烧特性试验及仿真研究

为了深入研究镁铝合金粉尘非预混燃烧特性，在传统哈特曼管基础上进行了针对性的优化改进，采用模拟试验与CFD仿真相结合的研究手段，分别从粒径、质量流量和空气湿度3个方面对镁铝合金粉尘的燃烧特性进行了详细的研究。结果表明，80μm、120μm、150μm及270μm镁铝合金粉尘的平均反应温度分别为2 349.8 K、2 253.7 K、2 167.3 K和2 094.7 K。当粉尘质量流量一定时，单一颗粒粒径越大，颗粒与空气接触的比表面积则越小，燃烧反应温度越低；镁铝合金粉尘燃烧分为富氧和贫氧燃烧，粉尘与空气质量流量比45.54∶100为镁铝合金粉尘富氧与贫氧燃烧的临界点，当空气质量流量大于粉尘质量流量10倍时，氧气与镁铝合金粉尘接触时间短，反应温度低于点火温度，不足以支撑燃烧反应进行；当粉尘质量流量大于空气质量流量10倍时，氧气含量过低，同样不足以支撑燃烧反应进行。空气湿度越大，燃烧反应最高温度越低，燃烧反应平均温度会出现先增后降的现象。研究结果可为工业生产、抛光、打磨等工序中的防燃、防爆问题提供参考依据及基础理论。     

烟煤颗粒燃烧生成PM_(10)粒径分布研究

为了对流化床炉燃烧产生细颗粒物的排放加以控制,本实验采用烟煤,在马弗炉静态燃烧条件下,改变燃烧时间、燃烧温度、煤颗粒的尺寸,对收集到的煤灰进行粒度分析,得出不同燃烧工况对细颗粒物生成的影响。实验结果显示:随着燃烧时间越长,在煤完全燃尽之前,产生细颗粒物粒度呈二次多项式分布,先逐渐减小,达到最小值后,又缓慢增大;采用较高的温度,有助于降低可吸入颗粒物的产生;不同粒径原煤对产生PM10粒度影响较大。     

2-氢七氟丙烷熄灭聚甲基丙烯酸甲酯燃烧火焰的实验研究

采用二视窗小型燃烧室和数码摄像技术分别研究了2-氢七氟丙烷和二氧化碳对聚甲基丙烯酸甲酯(RMMA)燃烧火焰的熄灭过程;探讨了2-氢七氟丙烷对PMMA的点火延迟时间、火焰形貌和燃烧速率的影响;同时,运用傅立叶变换红外光谱(FTIR)对PMMA熄火表面的化学成份进行了分析.结果发现:极低浓度的2-氢七氟丙烷不仅不能灭火反而还能够促进PMMA的点火和燃烧,但在灭火剂浓度相对较高的情况下,2-氢七氟丙烷抑制样品点火和燃烧的能力要远高于二氧化碳.与二氧化碳灭火剂相比,2-氢七氟丙烷具有灭火浓度低、灭火效率高和灭火速度快等明显优点.此外,FTIR的分析结果显示PMMA熄火表面的化学成份没有明显变化,这表明2-氢七氟丙烷对RMMA燃烧火焰的熄灭作用可能主要是发生在气相中.     

一维可燃气云燃烧与爆炸的数值模拟

碳氢燃料在空气中形成的可燃气云，点火后容易从燃烧发展为爆轰。本文分别用均匀能量释放模型与能量波模型模拟了可燃气云的能量释放；用高精度、高分辨率的ＴＶＤ格式对有限能量释放速率的一维可燃气云的流体力学守恒方程进行了数值求解，给出了流场压力分布曲线，讨论了两种能量释放模型中影响能量释放速率的主要因素。     

粉尘云电火花点火研究

分析了粉尘云电火花点火研究的主要目的。对工业实际中常见的电火花点火源及其放电能量和现有实验装置中的火花触发电路与喷粉系统进行了研究,分析了实验过程中以电容能量和火花能量来衡量粉尘云电火花点火敏感性的主要误差。     

温度梯度影响爆燃转爆轰的数值模拟

采用一维带真实化学反应的Navier-Stokes方程对温度梯度影响爆燃转爆轰的过程进行了数值模拟。结果表明，点火温度的不均匀性对可燃预混气的燃烧模式有显著影响。在零温度梯度条件下，点火初期呈可燃气等容爆炸现象，随后发展为火焰传播；在小温度梯度下，点火后会导致爆轰形成，但很快衰减为爆燃过程；当温度梯度增加到合适值时，点火燃烧后可形成过驱爆轰并最终称为稳定爆轰状态；而温度梯度过大时，仅呈现正常火焰传播状态。不同温度梯度可以导致燃烧化学反应放热与热传导之间的竞争，因而形成了不同的燃烧模式。上述研究对实际过程中爆轰形成现象的防治有着一定的理论意义。