着床后引燃对电弧迸溅熔珠组织特征的影响*

为探究迸溅熔珠着床后的热交换过程对其组织特征的影响,建立基于着床后高温迸溅熔珠的动态测温方法,从而揭示迸溅熔珠着床后引燃与否对其组织特征形成的影响规律。研究结果表明:引燃可燃物的熔珠受火焰热反馈和铜氧化放热的共同作用,着床后其温度出现反复波动,延长迸溅熔珠的冷却凝固时间,组织呈等轴状;无法引燃可燃物的熔珠在可测范围内,短暂升温后降温速率持续上升,组织更易呈现树枝状或胞状。研究结果可为准确认定电气故障电弧迸溅熔珠引发火灾提供技术支持。     

棉布厚度对辐射式电暖器引燃能力影响研究

实验研究了棉布厚度对辐射式电暖器的引燃能力影响情况。实验用电暖器上加热管向外辐射热通量占电器功率之间的比例(辐射率η值)为65%。辐射式电暖器可以使棉布发生阴燃燃烧,当单面工作功率为400 W的电暖器紧贴棉布且全过程全覆盖的前提下棉布阴燃的临界厚度在0.18 mm～0.48 mm之间,当棉布厚度超过0.48 mm时将发生阴燃,但薄棉布通常难以直接发生有焰燃烧。对于用棉布开始阴燃时间表征的电暖器引燃能力,随着棉布厚度的增大,电暖器对棉布的引燃能力将减弱。     

海洋球引燃条件分析

为探究海洋球的引燃条件,本文采用实验的方法,选用明火、香烟火和电火花3种点火源,测试在不同距离下海洋球的引燃时间、燃烧持续时间和海洋球表面温度变化情况.研究结果表明:明火可以引燃海洋球,明火条件下海洋球的引燃时间随引燃距离增加而增加,引燃距离超过1.5cm后,海洋球不能被引燃;香烟火无法引燃海洋球,在引燃距离为0和0.5cm时,海洋球仅出现熔化现象,温度最高可达94.7℃,随着距离增加,海洋球熔化所需时间逐渐增加,温度上升速率逐渐降低;电火花(加载电压90V)无法引燃海洋球,电火花仅能在海洋球表面留下烟熏痕迹.本文为降低海洋球引发火灾几率、预防火灾发生提供一些参考.     

消防射水对导线火烧熔痕金相组织的影响

模拟火灾现场,制作不同线径铜导线的火烧熔珠,然后在不同温度下对熔珠进行冷却.利用金相显微镜对火烧熔珠的金相组织进行观察,发现铜导线火烧熔痕在不同温度下经消防射水冷却后,会出现类似一次短路和二次短路熔痕的金相组织.     

便携式储油囊中网状聚氨酯泡沫材料阻燃抑爆性机理研究

针对便携式储油囊的储油安全性,提出了在储油囊内填充网状聚氨酯泡沫材料的设想,通过对网状聚氨酯泡沫材料阻燃抑爆性的机理研究,得出网状聚氨酯泡沫材料在储油领域中具有广阔应用前景的结论.     

燃油箱系统静电实验研究

在飞机燃油箱内填充网状聚氨酯泡沫材料(以下简称“聚氨酯泡沫”)是一种十分有效的被动抑制损伤的防爆技术。但在飞机地面加油时,燃油与聚氨酯泡沫的高速冲刷与摩擦会产生静电并可能发生静电荷的积聚而使燃油带上高的静电电压,极有可能发生静电火花放电,威胁飞机安全。为了探寻填充聚氨酯泡沫燃油箱系统的静电电压积累规律,设计了简化的实验装置和测量系统,以几种较快的流速进行静电循环冲刷实验,并分类进行各项实验数据的整理和分析。通过Origin7.0软件采用非线性最小二乘法拟合(Levenbergmarquardt算法),编制了自定义参数初始化函数,完成了实验公式的参数求解。该参数估计不受人工干预,且拟合精度较高。通过实验和计算得到了填充聚氨酯泡沫燃油箱系统的静电电压积累数学表达式,基本符合静电电压经典物理公式。     

金属热颗粒引燃可燃堆积材料的实验研究

电焊操作、烟花燃放、工业磨削和高压电线碰撞等过程容易产生高温热颗粒。这些热颗粒一旦接触可燃材料就有可能引燃材料,导致火灾。该文对热颗粒引燃可燃堆积材料的行为进行实验研究,从而为工业堆积材料的火灾防控方法提供参考。实验加热一系列不同直径(6mm,8mm,10mm,12mm,15mm,20mm)的黄铜金属颗粒作为热源,并采用三种常见的工业堆积材料(木粉,炭粉,羟丙基甲基纤维素HPMC)作为可燃材料的代表物,研究不同功率金属热颗粒对材料的引燃行为,分析金属热颗粒引燃材料的临界功率。结果表明,材料本身的性质会影响热颗粒的引燃行为,HPMC的引燃时间最长,木粉的引燃时间最短。随着热颗粒直径的增加,热颗粒引燃三种材料所需的功率值整体呈增大的趋势。由于燃烧空腔的形成,HPMC的引燃临界功率相对较高。     

不同受热温度下一次短路熔珠显微特征分析

为考查冷却条件对导线一次短路熔珠显微组织的影响,实验模拟室内火灾的热环境,对一次短路熔珠进行加热处理,观察温度、加热时间对不同线径铜导线一次短路熔珠金相组织的影响.实验结果表明:温度及加热时问对铜导线一次短路熔珠的金相组织有较大影响,随着温度的升高,时间的增加,在达到某一温度后,细小的柱状晶逐渐长大,一次短路熔珠的细小晶粒变成粗大的柱状晶或胞状晶,有的甚至表现为等轴晶,与铜导线的火烧熔珠的金相组织特征有些相似.     

阻燃聚氨酯泡沫材料的性能测试影响因素分析

聚氨酯泡沫材料具有优异的综合性能,广泛应用于工业以及人们生活的各个领域中,未经阻燃处理的聚氨酯易燃,发烟量大,各工业部门对其制品燃烧性能的要求越来越高,本文通过试验研究阻燃聚氨酯泡沫的相关性能影响因素,在平衡其物理机械性能的前提下,测定其水平燃烧性能、利用烟密度测定仪测试烟密度,确定其相对发烟性能.通过对测定中的影响因素进行分析,总结出几个影响测定聚氨酯泡沫相关性能的重要因素.     

典型阴燃物质燃烧特性实验研究

采用锥形量热仪对海绵、榆木屑、棉布和包装箱纸板四种易发生阴燃导致火灾的多孔材料的燃烧特性及其影响因素进行了比较研究。实验结果表明：辐射强度是影响材料燃烧性能的首要因素,辐射强度越大,燃烧性能越好;含水量对多孔材料的燃烧特性有较大影响,增加一定含水量后,一方面可降低火灾危险性,主要表现为：引燃时间明显延长,燃烧强度降低,...     

基于Matlab的短路熔痕凝固过程中熔体温度测算方法*

为解决无法对瞬时凝固的熔痕高温熔体进行测温，从而致使火灾物证鉴定界对短路熔痕组织形成规律无法达成共识的问题，使用高速摄像机采集熔痕形成时熔体的彩色影像，运用Matlab图像色温识别技术，对熔体凝固时的色彩变化进行识别与分析，从而建立测算短路熔痕凝固速率的方法。结果表明:该方法的平均标准差为9.63，标准不确定度为2.55 K，计算结果满足测试要求；在测算的10个熔痕中，灭弧瞬间熔体温度为1 734.03~2 759.15 K，初始冷却速率为-255.16~-86.61 K/ms，凝固时长为46.45~87.99 ms；灭弧时熔体温度与初始冷却速率呈近似正相关关系，与熔痕体积无关。通过此方法测算短路发生时高温熔体的温度变化，可为研究短路故障迸溅熔痕引燃、熔痕组织变化规律提供方法支持。     

路面标线用玻璃珠测试技术现状及其趋势

基于对国内外主要路面标线用玻璃珠标准的分析,论述了影响路面标线用玻璃珠质量的技术指标的相关测试技术,同时分类说明了不同测试技术发展的趋势。结果表明：路面标线用玻璃珠测试技术主要围绕外观质量、成圆率、粒径分布等11类性能指标展开,其中外观质量、粒径分布、折射率、耐蚀性为主要关注项目;耐水性等成熟的测试技术在各类标准中的相关技术内容基本相同;外观质量、成圆率、粒径分布3项测试技术的未来的研究方向是利用体视学的方法对其进行综合测试;用二次彩虹法替代浸油法是路面标线用玻璃珠折射率测试的发展方向,该方法研究的关键技术点在于光源的选择和如何将玻璃珠显现的二次彩虹影像准确、快速、定量地转换为折射率信息;新型涂层测试技术的深入研究、重金属测试方法的优选、玻璃珠组合型逆反射颗粒的测试参数的选取等相关工作需要进一步加强。     

Incendiary characteristics of electrostatic discharge for dust and gas explosion

Paying attention to the ignition potentiality of static electricity, the relation between the discharge characteristics and the ignition of a dust cloud and the gas produced was studied, applying an electrical power supply of which the electrical circuit is adjustable. The effect of ignition characteristics on dust and gas explosions was investigated. The results of the study indicate that the probability of an explosion is influenced by the minimum ignition energy, spark duration time, feeding rate of ignition energy, circuit capacitance, ignition voltage, etc.     

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。     

A numerical model for the prediction of the minimum ignition temperature of dust clouds

This paper presents a numerical model for the prediction of the minimum ignition temperature (MIT) of dust clouds. First, a physical model is developed for the dust cloud ignition in the Godbert-Greenwald furnace. A numerical approach is then applied for the MIT prediction based on the physical model. The model considers heat transfer between the air and dust particles, the dust particle reaction kinetics, and the residence times of dust clouds in the furnace. In general, for the 13 dusts studied, the calculated MIT data are in agreement with the experimental values. There is also great accordance between the experimental and numerical MIT variation trends against particle size. Two different ignition modes are discovered. The first one consists in ignition near the furnace wall for bigger particles characterized by rather short residence times. In the second mode, the ignition starts from the center of the furnace by self-heating of the dust cloud for smaller particles with longer residence times. For magnesium, as dust concentration increases, the lowest ignition temperature of the dust cloud IT(conc) decreases first, then transits to increase at a certain point. The transition happens at different dust concentrations for different particle sizes. Moreover, the MIT of the magnesium dust cloud generally increases as particle size increases, but the increasing trend stagnates within a certain medium particle size range.     

20L近球形容器中甲醇喷雾液滴爆炸特性实验研究*

为了评估易燃液体喷雾的爆炸风险,借助喷雾粒度仪、高速相机以及喷雾爆炸实验系统,围绕2种粒径(表面积平均粒径:2.0 μm±0.5 μm;18.0 μm±0.5 μm)的甲醇喷雾,研究点火位置和延迟时间等因素对甲醇喷雾爆炸特性的影响。结果表明:甲醇喷雾粒径均随环境温度的增加而减小,当甲醇喷雾浓度较大时,环境温度对于甲醇喷雾粒径的影响更为显著;甲醇物料温度的改变对于其粒径的影响很小。随着点火延迟时间的增大,甲醇喷雾爆炸特性参数均呈现先增加后减小的趋势,在τ=120 ms时最大。受限空间内甲醇喷雾采用中心或上部点火方式,当甲醇喷雾浓度为356.4 g/m3(φ=1.8)时,甲醇喷雾爆炸特性参数均取得最大值;与上部位置点火相比,中心位置点火的甲醇喷雾爆炸特性参数值较大。     

Smoldering combustion of dust layer on hot surface

The critical temperature as well as the critical flux for ignition of a dust layer of cornflour and a mixture of wheatflour and cornflour (80% wheatflour+20% cornflour) on a hot plate have been determined. The moulded sample was cylindrical in shape and of different heights and diameters. The particle size of dusts ranged between 63 μm to 150 μm. The temperature–time histories for self-heating without ignition and with ignition are offered, showing the critical boundaries between them. Also the times to ignition for each dust, showing the effect of sample size on their values, are determined. Certain experimental correlations which relate to times to ignition, as well as the critical temperature for ignition and thermal and geometrical dimensions of sample are presented.     

三环唑粉尘爆炸特性研究

利用激光粒度仪对三环唑粉尘的粒径分布进行分析,并用20 L爆炸球测试装置、哈特曼管装置探讨了粉尘质量浓度、点火延迟时间、点火能量、粒径分布对粉尘爆炸的影响并总结了相关规律。实验结果表明:粉尘粒度是影响粉尘最小点火能和爆炸下限的单调因素,粉尘质量浓度是影响粉尘爆炸压力的极值因素,点火延迟时间是影响粉尘最小点火能的极值因素。     

The characterization of heat transfer fluid P-NF aerosol combustion: Ignitable region and flame development

Heat transfer fluids tend to form aerosols due to the operating conditions at high pressure when accidental leaking occurs in pipelines or storage vessels, which may cause serious fires and explosions. Due to the physical property complexity of aerosols, it is difficult to define a standard term of “flammability limits” as is possible for gases. The study discussed in this paper primarily focuses on the characterization of ignition conditions and flame development of heat transfer fluid aerosols. The flammable region of a widely-used commercial heat transfer fluid, Paratherm NF (P-NF), was analyzed by electro-spray generation with a laser diffraction particle analysis method. The aerosol ignition behavior depends on the droplet size and concentration of the aerosol. From the adjustment of differently applied electro-spray voltages (7–10 kV) and various liquid feeding rates, a flammable condition distribution was obtained by comparison of droplet size and concentration. An appropriate amount (0.3–1.2 ppm) of smaller droplets (80–110 μm) existing in a given space could result in successful flame formation, while larger droplets (up to 190 μm) have a relatively narrowed range of flammable conditions (0.7–0.9 ppm). It is possible to generate a more useful reference for industry and lab scale consideration when handling liquids. This paper provides initial flammability criteria for analyzing P-NF aerosol fire hazards in terms of droplet size and volumetric concentration, discusses the observation of aerosol combustion processes, and summarizes an ignition delay phenomenon. All of the fundamental study results are to be applied to practical cases with fire hazards analysis, pressurized liquid handling, and mitigation system design once there is a better understanding of aerosols formed by high-flash point materials.