挤塑型聚苯乙烯泡沫塑料着火温度实验研究

研究了挤塑型聚苯乙烯(XPS)保温材料两种不同着火方式下的着火温度。采用南京江宁仪器分析厂生产的DW-02型点着温度测定仪对XPS的着火温度进行了测定。利用辐射引燃仪得到了2.2 cm厚挤塑型保温板在不同加热功率下的着火温度。结果表明:DW-02型点着温度测定仪测得的挤塑型聚苯乙烯保温材料的点燃温度约为355℃;热辐射引燃仪测得的2.2 cm厚保温板在不同加热功率下的着火温度是365-370℃,且引燃时间随着辐射引燃仪加热功率的增大而逐渐缩短;明火火源比热流辐射容易引燃挤塑型聚苯乙烯保温板。研究结论对FDS模拟挤塑型聚苯乙烯燃烧特性时,材料热解参数的设定有指引作用,对实际工程中遴选合适的外墙保温材料具有重要的参考价值。     

木材在线性增长热流下着火的复合判据研究

为探索木材在热流变化时的着火特点并提出着火判据,通过试验研究了木材在线性增长热流条件下的自发着火性能,测定了泡桐、椿木、榆木和刺槐4种木材的点燃时间、木材表面的入射热流以及试样内部的温度.结果表明.当热流增长率大于等于0.199kw/(m~2·s)时,试验的所有木材均可以被点燃,点燃这些木材的临界热流增长率介于0.065～0.103 kw/(m~2·s).建立了木材着火的计算模型,计算得出木材自发着火时的表面温度约为500℃.根据试验和计算的结果提出了-结合表面温度和临界热流增长率的木材自发着火复合判据.     

内热源影响下高压电力电缆着火机制

为探究高压电力电缆因过载或短路且线芯发热影响下的着火机制,使用加热棒模拟电缆内部故障热源,并开展电缆着火试验,分析内热源功率及电缆线芯截面积对电缆温升、着火时间等着火关键参数的影响,发现电缆从被加热至着火到燃烧的全过程可分为初期加热、热解气体逸出、着火、燃烧及熄灭4个阶段。结果表明：绝缘层熔融物的滴落会导致火焰形态发生变化,电缆各结构层表面温度的升温速率随内热源功率的增加及与内热源表面距离的减小而增大,功率的增加弱化了电缆线芯截面积对各层升温速率的影响;电缆的着火时间与内热源功率呈线性递减的关系。     

硬脂酸粉着火敏感性影响因素及惰化研究*

为预防和减轻硬脂酸粉加工、储存和运输过程中的燃爆危害,采用Godbert-Greenwald恒温炉分别研究质量浓度、分散压力、惰性粉体质量分数对硬脂酸粉尘云最低着火温度的影响规律。研究结果表明:硬脂酸粉尘云的最低着火温度随质量浓度和分散压力的增加先减小后增大,当质量浓度和分散压力分别为485.4 g/m3,15 kPa时,硬脂酸粉尘云最低着火温度达到最小;添加少量惰性粉体增大了硬脂酸粉尘云分散性,对硬脂酸粉尘云最低着火温度的降低起到促进作用;随惰性粉体质量分数的增加,硬脂酸粉尘云最低着火温度先迅速增大后增速变缓;SiO2通过物理作用抑制硬脂酸粉尘云燃烧,Al(OH)3除物理作用外还通过化学分解参与自由基碰撞,可有效提升硬脂酸粉尘云的最低着火温度。     

上升热流条件下木材表面温度的实验研究

本文利用热电偶对上升热流条件下不同种类木材的表面温度进行了实验测量。实验中选取的不同上升热流过程是为了更好的模拟实际室内火灾发展过程。实验结果表明,热流上升速率及木材密度都会影响木材的表面温升过程。点燃时刻表面温度随热流变化率的增加而降低,而木材密度对其影响不大。     

超细三七粉最小引燃温度实验研究

为研究三七粉着火燃烧的参数,用粉尘云引燃温度装置和粉尘层引燃温度装置,对三七粉的最小引燃温度(MIT)进行实验研究。分别研究喷吹压力、质量浓度、粉尘层厚度对MIT的影响。结果表明:三七粉尘云的质量在0.2 g时最小引燃温度随着喷尘压力的增加先减小再增大,在0.3 g到0.6 g时最小引燃温度随着喷尘压力的增加而增大;在压力20 kPa、30 kPa时随着质量浓度的增大,粉尘云引燃温度先减小后增大,在40 kPa到60 kPa时,随着质量浓度的增大,粉尘云引燃温度增大;粉尘云最小引燃温度高于粉尘层最小引燃温度;三七粉尘云的最小引燃温度399℃,粉尘层最小引燃温度240℃。     

低压下高温导线电流过载喷射着火研究

以聚全氟乙丙烯(FEP)高温阻燃材料为绝缘层的电缆电线,在航天器中有着较广泛的应用,但是关于它们短路过载引起的着火却少有研究。通过低压实验舱模拟微重力下的弱浮力环境,对过载电流下的FEP高温导线的着火现象进行了研究。实验结果表明,由于FEP导线热容高,热解过程中,会在绝缘层与线芯之间积聚热解气体,形成气泡,随后气泡破裂发生喷射着火现象;随着环境压力的增大,FEP热解气泡的宽度逐渐增加,而气泡高度逐渐减小;实验段导线中间位置所受拉伸应力最大,喷射着火发生在中间位置的概率最高;相同氧气浓度下,着火能量随着压力的增加而逐渐降低,而增加氧气浓度则会使着火能量降低。     

不同煤质煤尘层最低着火温度特性及其影响因素研究

为研究不同煤质的煤尘层最低着火温度特性及其影响因素,选取褐煤、长焰煤、不粘煤、气煤、焦煤、瘦煤、贫煤和无烟煤8种不同变质程度的煤尘样品,测试分析8种煤尘层的最低着火温度及最低着火温度工况下煤尘层着火类型、着火时间,并研究了粒径和煤尘层厚度对煤尘层最低着火温度的影响。结果表明,随变质程度由褐煤逐渐增大,最低着火温度T_L由290℃不断增大。褐煤、长焰煤、不粘煤和气煤为a类着火,其着火时间较为接近,均值为19. 5 min,而焦煤、瘦煤和贫煤为c类着火,着火时间均值为11 min,表明随变质程度增大,虽然TL增大,但着火时间明显缩短。通过分析最低着火温度工况下不同煤质的温度T-时间t变化情况,认为褐煤、长焰煤、不粘煤和气煤煤尘层温度曲线中出现明显上下波动现象,是因为煤尘层厚度有限,无法长时间积聚能量。通过构建TL与粒径r、煤尘层厚度d的三维空间拟合模型,发现粒径小、厚度大的煤尘层具有更大的着火敏感性和爆炸潜伏性,更应加强防范。     

煤油共生矿区含油煤尘云最低着火温度试验研究

为研究煤油共生矿区含油煤尘最低着火温度的变化规律，选取3种含油浓度不同的煤样，采用粉尘云最低着火温度测定系统，研究含油煤尘云最低着火温度随含油浓度、喷尘压力及煤尘质量的变化规律。研究结果表明:含油煤尘的最低着火温度较不含油煤尘显著降低，且随着煤尘含油浓度的增加，煤尘中挥发分含量增多，煤尘云最低着火温度降低，爆炸危险性增强；低含油浓度煤尘，煤尘受原油挥发分影响较大，在含油浓度为5.7%，4.3%且质量浓度为1364~4550 g/m3时煤尘云最低着火温度随喷尘压力的增大呈先增大后减小的变化趋势，在5.7%，4.3%含油浓度且喷尘压力为0.05 MPa时煤尘MIT随煤尘质量浓度增加先降低后缓慢升高。高含油浓度煤尘，受煤尘团聚现象影响较大，煤尘云最低着火温度随喷尘压力的增加而升高，随煤尘质量的增加呈先减小后增大再缓慢减小的变化规律。     

细水雾抑制固体燃料火焰辐射特性的研究

采用热电偶测温系统和热流辐射传感器等仪器对细水雾施加前后火场温度及辐射热流密度进行测量.研究了不同喷雾气压下固体燃烧场的温度及辐射热流密度的变化特性.结果表明,细水雾的蒸发冷却是影响火焰热辐射的一个重要因素.在实验基础上,建立了固体可燃物燃烧场辐射热流密度的计算模型,计算结果与实验结果较为吻合.     

乙醇汽油自燃温度及爆炸极限测试

为评估不同标号乙醇汽油(E10)的燃爆危险特性,补充完善乙醇汽油的技术指标,首次采用AIT551自燃温度测试仪和FRTA爆炸极限测试仪测试了E10的自燃温度和爆炸极限,并分析了温度对乙醇汽油爆炸极限的影响规律。结果表明:90号、93号、97号E10自燃温度分别为373℃、339℃、373℃,对应着火延迟时间为8 s、9 s、8s;90号、93号、97号E10的爆炸范围分别为1.223%~8.292%、1.343%~8.893%、1.294%~8.546%;温度从20℃升高至120℃,93号E10的爆炸范围从1.491%~8.765%变宽至1.318%~9.103%,即E10蒸气爆炸极限范围随温度升高而变宽;推导了测量E10蒸气爆炸极限时待测样品量预估计的公式。     

点火延迟时间对甘薯粉尘爆炸的影响研究

为了预防甘薯粉尘爆炸事故的发生,本文研究点火延迟时间对甘薯粉尘爆炸的影响规律,利用20 L球形爆炸仪研究甘薯粉尘的爆炸特性及其在200 g/m3,500 g/m3和800 g/m3质量浓度下通过改变点火延迟时间的爆炸规律。结果表明:粉尘的最佳点火延迟时间与浓度有关,在该点火时间下所测得的最大爆炸压力均高于在固定点火延迟时间下的测量值,60 ms的固定点火延迟时间不适用于甘薯粉尘爆炸测试。     

Effect of particle size and dust layer size on ignition characteristics of PMMA dust layer on hot surface

Deposition of combustible dust on a hot surface is a hidden danger of fire. In this work, polymethylmethacrylate (PMMA) dust was selected to analyse the influence of dust layer diameter, dust particle size and dust layer thickness on the ignition characteristics of PMMA dust layer. Critical heating temperatures and ignition time had been measured. The STA-GC/MS-FTIR analysis was used to determine that the main products of PMMA pyrolysis were MMA, CO, CO₂, and C₂H₄, of which CO and C₂H₄ were transported to the ambient to cause gas phase combustion on the surface of the dust layer. For 10 mm thick dust layer, the critical heating temperatures of 5 μm PMMA, 100 nm PMMA, and 30 μm PMMA were 300 °C, 330 °C, and 320 °C. As the thickness of the dust layer increased, the gas transport path became longer, the critical heating temperature and ignition time increased. The characteristic particle size (D [3,2]) was utilized to represent the true particle size, and the ignition time increased with the increase of the characteristic particle size. The increase in the diameter of the dust layer had a slight effect on the temperature history and ignition time of the dust layer.     

基于正交实验的面粉爆炸特性研究

为探究面粉爆炸实验中粉尘质量浓度、点火能量、点火延迟时间对面粉爆炸的影响,采用正交实验法并利用20 L球形爆炸测试装置比较研究了粉尘质量浓度、点火延迟时间以及点火能对面粉爆炸的影响程度。结果表明:对最大爆炸压力影响最为显著的因素是点火延迟时间,对最大爆炸指数影响最为显著的因素是粉尘质量浓度;在实验浓度范围内,存在最佳实验条件。当粉尘质量浓度500 g/m3、点火延迟时间100 ms时,面粉爆炸最剧烈。     

Nex-Hys: minimum ignition temperature of hybrid mixtures

Although the minimum ignition temperature is an important safety characteristic and of practical relevance in industrial processes, actually only standard operation procedures are available for pure substances and single-phase values. Nevertheless, combinations of substances or mixtures are used in industrial processes and up to now it is not possible to provide a standardised minimum ignition temperature and in consequence to design a process safely with regard to the substances used.In order to get minimum ignition temperatures for frequently used hybrid mixtures, first, the minimum ignition temperatures and ignition frequencies were determined in the modified Godbert-Greenwald furnace for two single phase solids and a liquid substance. Second, minimum ignition temperatures and ignition frequencies were determined for several combinations as hybrid mixture of dust and liquid.In parallel to the determination of ignition temperatures a new camera and computer system to differentiate ignition from non-ignition is developed. First results are promising that such a system could be much less operator depended.By a high number of repetitions to classify regions of ignition the base is laid to decide about a new procedure for a hybrid standard and updating existing ones, too. This is one of the necessary aims to be reached in the Nex-Hys project.A noticeable decrease of minimum ignition temperatures below the MIT of the pure solids was observed for the one hybrid mixture tested, yet. Furthermore more widely dispersed area of ignition is shown. In accordance to previously findings, the results demonstrate a strong relationship between likelihood of explosion and amount of added solvent. In consequence the hybrid mixture is characterized by a lower minimum ignition temperature than the single dust.     

基于响应面法的木粉尘最大爆炸压力试验研究——以桑木粉尘为例

为研究粉尘质量浓度、粒径和点火延迟时间对木粉尘最大爆炸压力影响,以桑木粉尘为对象,利用1.2 L的Hartmann管进行试验。研究结果表明:最大爆炸压力随着粉尘质量浓度的增加先增大后减小,随着粉尘粒径的增大而减小,随着点火延迟时间的增大而增大。在单因素试验基础上,运用Design-Expert软件对Box-Behnken所设计的响应面试验方案分析,得到影响粉尘最大爆炸压力大小顺序为:点火延迟时间>质量浓度>粒径,同时Design-Expert软件预测出最危险爆炸强度的试验条件为:质量浓度840.24 g/m3,粒径260目,点火延迟时间12 s,最大爆炸压力为0.511 775 MPa,经检验,拟合性较好,为防爆设备本质安全强度设计提供了一定的参考价值。     

点火延迟时间对粉尘最大爆炸压力测定影响的研究

根据粉尘云形成时颗粒分散及沉降的时间效应,指出目前国际通行的球型爆炸装置采用固定点火延迟时间测定粉尘最大爆炸压力的方法具有不确定性,并以煤粉为介质在20 L标准爆炸球装置上进行系列爆炸实验,研究装置点火延迟时间对粉尘爆炸压力的影响。结果表明:点火延迟时间对粉尘爆炸压力测定有十分显著的影响,不同粒径粉尘的最大爆炸压力有不同点火延迟时间,目前仅以气相湍流度所确定的固定点火延迟时间下,所测粉尘最大爆炸压力可能严重偏离实际。     

Ignition tests for electrical and mechanical equipment subjected to hot surfaces

This paper reports some experimental work on hot surface ignition temperatures of dust deposits. Dust layers up to 75 mm in depth were ignited using a modified version of the standard 5 mm layer apparatus. The measured ignition temperatures show good agreement with predictions using the method given in EN 50281-2-1. Ignition temperatures of conical dust deposits over an electrically heated box were not predictable, but were not too dissimilar from the ignition temperatures of the thick layers. Both tests gave adequate reproducibility in round robin tests. Rotating steel wheels in contact, immersed in a dust deposit produce the frictional hot surfaces. A relation between the power lost by friction and the surface temperature developed has been derived. The surface temperatures leading to ignition were close to the ignition temperatures for the conical deposits on the heated box. The similarities between the ignition temperatures of dust deposits in several configurations indicate that a simple test for ignition temperature measurement could have wide application in dusty environments.     

超细聚苯乙烯微球粉体的燃爆特性研究

为研究超细聚苯乙烯微球粉体的燃爆特性,通过粉尘层最低着火温度测试装置、MIE-D1.2最小点火能测试装置、20 L球形爆炸测试装置,对其最低着火温度、最大爆炸压力、最小点火能量(MIE)等爆炸特性参数进行测定,探讨了加热温度、点火延滞时间、粉尘质量浓度、粉尘粒径对粉体燃爆特性的影响。结果表明:超细聚苯乙烯微球粉尘层在350℃左右时会发生无焰燃烧,且加热温度越高,粉体粒径越小,粉尘层发生着火时所需的时间越短;当粉体质量浓度为250 g/m3时,最大爆炸压力达到0.65 MPa,质量浓度为500 g/m3时,最大爆炸压力的上升速率达90 MPa/s以上;随点火延滞时间增加,最小点火能表现出先缓慢减小再急剧增大的规律;随粉尘质量浓度增加,最小点火能逐渐降低,当粉尘质量浓度超过500g/m3后逐渐趋于稳定。     

速生杨木粉尘最小点火能的实验研究

为防止木材加工中木质粉尘燃爆事故的发生，以纤维板生产中常见的原材料速生杨木粉尘作为研究对象，在分析粉尘粒径分布、元素分析、工业分析及形貌特征的基础上，采用1.2 L哈特曼管对3种不同粒径（0~50，＞50~96，＞96~180 μm）速生杨木粉尘进行最小点火能实验，探究点火延迟时间、喷粉压力、质量浓度和粒径分布对速生杨木粉尘最小点火能的影响及变化规律。研究结果表明:在质量浓度为500 g/m3时，分别增加点火延迟时间和喷粉压力，最小点火能都先减小后增大；最佳点火延迟时间和最佳喷粉压力分别为120 ms和120 kPa；粒径对最佳点火延迟时间和最佳喷粉压力无显著影响。在点火延迟和喷粉压力分别为120 ms和120 kPa条件下，最小点火能随质量浓度的增加先减小后增大。粉尘粒径与最小点火能呈正相关性，3种样品的最小点火能分别为1~3，1~3和7~13 mJ，对应的敏感质量浓度分别为500 ，750和1 250 g/m3，属于特别着火敏感性粉尘。