压缩空气泡沫在长距离管路输送中压降的数值模拟

基于Fluent对压缩空气泡沫在长距离管道中的流动特性进行了数值模拟研究,将压缩空气泡沫近似为弥散流,采用Saplart-Allmaras模型模拟了不同管径下压缩空气泡沫以及不同泡沫原液浓度的AFFF泡沫在长距离管道内的流动及压降变化。模拟结果表明,随着距离变化,各管径管道内压降均呈现线性变化,且随着压缩空气泡沫的流动,压降线性增大。管道管径对管内压降变化具有显著影响,管道直径越小,管道内压降越大;泡沫原液浓度对压降的影响较小,且压缩空气泡沫在长距离输送中的压力随距离线性衰减。将模拟结果与长距离输送的试验结果进行了对比,误差在10%以内。     

100号航空汽油池火燃烧特性试验研究

从燃烧速率及热释放速率、火焰脉动特征、热辐射特性等方面研究了100号航空汽油池火的燃烧特性.通过电子天平实时采集数据并进行处理得到池火燃烧速率,利用全尺寸热释放速率测量系统测量池火热释放速率,通过图像处理技术对池火脉动特征进行分析,通过在火焰一定距离处布置热流计得到池火热辐射特性相关参数.结果表明:100号航空汽油池火稳定燃烧速率大于普通汽油燃烧速率,最大燃烧速率和衰减因子均大于普通汽油参数值;小尺寸池火热释放速率不稳定,随着油池尺寸的增大,热释放速率稳定性增强;池火火焰周期性脉动现象非常明显,脉动频率试验值与Pagni公式预测值接近;在油池液面高度产生的辐射强度随着无量纲距离L/D的增大呈指数衰减,拟合得到的曲线公式所对应参数值与油盘等效直径呈线性关系,通过此关系得到100号航空汽油池火热辐射统一方程.     

特高压换流变压器水喷雾灭火系统有效性实验研究

为考察在特高压换流变压器特殊火灾场景下水喷雾灭火系统的有效性,通过模拟不同数量喷头掉落情况下的冷喷实验,研究分析喷头工作压力、有效喷雾流量、水雾覆盖范围及全包络情况。结果表明：喷头工作压力、有效喷雾流量及水雾覆盖范围受掉落喷头占比影响显著,当掉落喷头占比超过10%时,喷头工作压力和有效喷雾流量均达不到标准规定要求,且喷头射程下降、覆盖范围缩小,无法全包络变压器;当喷头掉落后,消防水直接从消防支管以水柱射流形式喷射,不仅不具备水雾灭火的能力,而且有引发变压器热油火灾扩大的风险。     

油浸式变压器火灾事故的特点与灭火对策研究

大型油浸式变压器作为核心电力设备已广泛应用于电厂和变电站,但近年来国内外油浸变压器火灾事故频发,造成了严重的后果。基于近年来国内外发生的油浸式变压器火灾事故案例,从火灾模式和燃烧形式方面划分了油浸式变压器火灾事故的类型,总结出油浸式变压器火灾具有爆炸性、快速性、破坏性、多变性和火灾形式多样性等特点,归纳了油浸式变压器火灾事故的发生机理,指出可燃的变压器绝缘油是油浸式变压器火灾的重要事故因素,并提出了防止和控制油浸式变压器火灾事故的灭火对策与防火技术措施。     

可脱落降噪板对换流变火灾温度场的影响研究

为协调换流站降噪结构与火灾应急关系,克服现场试验成本高、测量难度大等困难,采用火灾动力学软件(FDS)模拟低端换流变压器围护空间内变压器表面起火与分接开关起火2种换流变火灾场景,设计可脱落、不覆盖和不脱落3种变压器顶部降噪板状态,基于火场温度时空演化数据,探讨可脱落降噪板熔断前后换流变压器围护空间的火灾温度场特性。结果表明：在2种火灾场景中,可脱落降噪板分别于起火后206与485 s时发生熔断脱落;且降噪板熔断后,变压器顶部呈现出温度上升、突降、再上升的演变过程,其中温度突降变化的原因是可脱落降噪板熔断脱落导致变压器围护空间由封闭转变为开放;与其他降噪板状态相比,可熔断降噪板能够在一定程度上降低油枕与阀厅封堵火灾关键位置的升温速率。     

三种升温模式下钢构件火灾危险性分析北大核心CSCD

为了研究变电站中可能出现的标准火灾、电力火灾和碳氢火灾三种火灾模式对无防火保护钢构件的影响，首先使用自制的耐火实验炉对三种火灾升温模式下不同厚度钢板达到临界温度的时间进行了实验分析；然后采用ABAQUS软件对实验结果进行了模拟复现，并对不同升温模式下钢构件达到临界温度的时间与钢构件荷载比的关系进行了数值模拟。结果表明：标准火灾升温模式下钢构件达到临界温度的时间为16～23 min,电力火灾、碳氢火灾升温模式下钢构件达到临界温度的时间为2～6 min,电力火灾和碳氢火灾升温模式下钢构件达到临界温度的时间相对标准火灾升温模式有急剧缩短，平均缩短幅度超60%,最大幅度达86.3%;数值模拟结果显示电力火灾、碳氢火灾升温模式下钢构件荷载比大于0.70时其达到临界温度的时间均低于6 min,钢结构稳定性失效的危险性较大，且钢构件的荷载比越大其到达临界温度的时间越短，两者之间具有较强的线性关系。该研究结果对多种火灾升温模式下钢构件的防火保护设计具有一定的参考价值。     

水成膜泡沫灭火剂成分分析及热解产物污染特性研究

水成膜泡沫灭火时，部分气液污染物将进入环境，因此全面研究其污染特性具有现实意义。首先，采用元素分析、红外光谱和液相色谱/质谱联用方法对水成膜泡沫原液成分开展分析。结果显示，该原液含有多种存在潜在风险的危害物质，使用后会渗入环境中。其次，对原液热解气体开展定性定量分析。结果显示，当温度低于400℃时，原液热裂解仅释放CO,且质量浓度较低；温度高于400℃时，会释放CO、SO₂、NO、HF等气体，其中600℃时这些气体质量浓度的峰值远超《环境空气质量标准》规定的阈值。此外，有机气体产物中除挥发性有机物外，还包含多种全氟烷基化合物。由此推断，不同温度下，氟碳表面活性剂受热分解具有两种路径，即低温下尾部自由基脱离和高温下全氟链断裂。     

特高压变压器水成膜泡沫全尺寸灭火污染研究

为了探究灭火的环境污染，开展了特高压变压器水成膜泡沫全尺寸灭火试验，采集大气、水体及土壤样品进行分析。首先，利用气体分析仪测得灭火瞬间CO、SO和NO₂的体积分数远超标准阈值，同时使用气相色谱/质谱联用仪发现大气中存在氟碳表面活性剂和轻质支链烷烃等。通过液相萃取-气相色谱/质谱试验，测定水体内的有机污染物主要为乙二醇单丁醚、二乙二醇丁醚和重质正构烷烃。X射线荧光光谱仪检测出灭火后土壤中铜元素明显提升，热脱附-气相色谱/质谱测定土壤中的有机成分主要是未充分燃烧的变压器油和本该存在于烟气中的的4-乙基邻二甲苯和1,3-二甲基-4-乙基苯。这些研究对水成膜泡沫灭火的环境污染治理、灾后评估和灭火剂的改良具有一定指导意义。     

4种电缆沟盖板耐火性能研究

为探究实际火灾场景中流淌火对不同种类电缆沟盖板耐火性能的影响机制，提升变电站火灾防控能力，开展流淌火作用下4种电缆沟盖板耐火性能试验以及标准试验炉试验。研究表明：在标准试验炉内2种高分子复合材料盖板在较短时间内失效，2种混凝土盖板2 h仍未失效。在模拟流淌火作用下的非标准试验中，卡槽式盖板背火面温升速率最快，砂浆抹面的混凝土盖板温升速率最慢。供油速度为72.5 g/s时，卡槽式盖板有效耐火时间在130 s左右，加铺防火布的高分子盖板有效耐火时间在40 min左右，2种混凝土盖板的有效耐火时间均超过2 h。加铺防火布的混凝土盖板背火面温升随供油速率增大而增大，但增速较小。砂浆抹面和加铺防火布的2种混凝土盖板耐火性能最优，卡槽式和加铺防火布的2种高分子复合材料盖板耐火性能较差。建议变电站变压器等充油设备附近电缆沟盖板采用混凝土盖板。