武安—4型防尘口罩的研究与试制

一、设计武安-4型口罩是根据我国人体生理状况和工业企业劳动条件,参照国内外防尘口罩标准进行设计的。 (一) 口罩结构 4型口罩为单滤盒口罩。在主体两侧装呼气阀,偏下方设滤料盒,立体两侧中部装有一根橡胶头带。为了减小吸气阻方,滤料盒设计为叠层式,使两层滤料分别进气,以增大滤料面积;为了减小呼气阻力,在主体两侧设计了伞形呼气阀,见附图。     

射孔爆轰瞬态能量转化及影响因素研究

为有效控制射孔测试联作工况下管柱及封隔器失效等安全事故风险，基于流固耦合理论建立射孔弹的射流侵彻模型，综合考虑石油射孔弹壳体、炸药、药型罩、射孔枪和套管等结构，研究射流动能与壳体融化能量转化特征，得到不同因素影响下射孔弹剩余能量转化关系。结果表明：药型罩锥角、壳体厚度、炸药质量和类型等因素对射孔弹剩余能量有显著影响。药型罩锥角在40～70°之间越大，剩余能量占比越小；射孔弹壳体厚度在1～4 mm之间越厚，剩余能量占比越小；炸药质量在30～45 g之间越大，剩余能量占比越大；炸药质量相同时，三硝基甲苯(TNT)、六硝基芪(HNS)、黑索金(RDX)、奥克托今(HMX)等4种炸药中的HMX炸药剩余能量占比最小。     

空气湿度对自吸过滤式口罩过滤性能的影响研究

口罩是阻止颗粒物进入人体的有效防护用品,其性能优劣直接影响着佩戴人员的健康与安全。采用国标建议的呼吸阻力实验装置与自制的过滤效率实验装置,对自吸过滤式KN90,KN95系列口罩的呼吸阻力与不同相对湿度下的分级过滤效率进行实验研究。结果表明:所研究的6种口罩的呼气阻力与吸气阻力值不仅满足国标要求,而且满足佩戴舒适性的要求;在同一风速下,气流相对湿度的增加,使2种口罩对粒径为1 μm以下颗粒物的过滤效率降低,对1 μm以上颗粒物的过滤效率没有影响。     

环境温度对化学防护服气密性能影响研究

为研究不同温度条件对化学防护服（CPC）气密性的影响,以3种不同材质（聚乙烯、丙烯、氯化丁基橡胶）的化学防护服为研究对象,利用气密性测试仪和环境实验舱,在10~66 ℃温度条件下处理2 h后,分析环境温度对3种化学防护服样品气密性能影响。研究结果表明:不同环境工况处理后化学防护服气密性能在10~25 ℃段上升,在25~50 ℃段下降;聚乙烯材质化学防护服失效温度为66 ℃,其他2种材质的服装失效温度为50 ℃。研究可为防护装备环境适应性测试评价提供技术支撑。     

深水水下测试树球阀剪切连续油管性能分析

为研究不同工况、不同结构参数对于深水水下测试树球阀剪切连续油管性能的影响,采用有限元分析软件建立剪切分析模型,对不同工况下剪切过程进行数值模拟,并与试验对比验证分析模型的准确性;结果显示,有限元模型结果与试验结果相对偏差小于5%;油管剪切过程中会出现2个剪切力矩峰值,通过分析不同工况下2个峰值变化规律,发现油管承受拉力越大、球阀剪切速度越小、球阀外径越小剪切过程所需剪切力越小,剪切性能越好。研究结果表明:得到的剪切模型及不同工况下剪切力变化规律,可为水下测试树的设计选型及现场应用提供指导及参考意义。     

黏性颗粒在滤料表面沉积的动态模拟及规律

为研究颗粒黏性对过滤除尘性能的影响,分析了颗粒沉积过程的受力情况,应用颗粒流计算软件PFC2D对颗粒在滤料表面的沉积行为进行了数值模拟。结果表明:颗粒形成粉尘层的过程中主要受到风流力、惯性力等压缩力和范德华力、滚动摩擦力偶矩等压缩阻力的作用,颗粒黏性的增加,会使颗粒间滚阻系数和摩擦系数显著增加;PFC可实现粉尘颗粒在滤料表面沉积过程的可视化,得到不同黏性颗粒在滤料表面的沉积形态,滚阻系数或摩擦系数越大,粉尘层孔隙率越大,过滤阻力越小,其中,摩擦系数的影响作用弱于滚阻系数。     

芳香类有机物的氯化反应特性研究

选取几种受污染水中有代表性的芳香类有机物进行氯化试验,研究芳香类有机物在饮用水消毒过程中的氯化反应特性,分析芳香类有机物的化学结构对生成消毒副产物三卤甲烷和卤乙酸的影响.1)各受试物质消毒副产物(三卤甲烷和卤乙酸之和)的生成量和生成速率从大到小依次为2,4-二氯酚、2,6-二氯酚、2,3-二氯酚、对苯二酚、苯酚、苯乙酮和苯甲醛.2)芳香类有机物氯化生成消毒副产物的特性取决于苯环上官能团的性质、数量和位置等.苯环上的供电子基有利于消毒副产物的生成,吸电子基则相反;苯环上羟基的数量越多,越容易生成消毒副产物;间位官能团结构的芳香类有机物容易生成三卤甲烷,邻位和对位官能团结构的芳香类有机物则容易生成卤乙酸.3)对苯二酚的氯化反应可分为快速反应和慢速反应两个阶段.     

卤化丁基胶作为防毒面具罩体材料初探

本文研究了卤化丁基胶优良的阻隔性能,其源于分子结构中密集的侧甲基可有效限制其它小分子的热运动,但密集侧甲基所产生的较大内摩擦损耗也将导致材料的回弹性偏低。罩体材料的回弹率对防毒面具的性能具有重要影响,较低的回弹率会降低罩体与其它配合件的密合性进而导致面具气密性降低及长时间受力后制品外观发生变形等,通过卤化丁基胶与内摩擦损耗较小的胶种并用,可提高罩体材料的回弹率。     

全氟辛酸钠-辛基三乙基溴化铵混合水溶液在油面上的铺展研究

氟表面活性剂水溶液在油面上的铺展是水成膜泡沫灭火剂的基础.通过研究全氟辛酸钠(SPFO)与辛基三乙基溴化铵(C8NE)复配后的水溶液在环己烷、正庚烷、90号汽油上的铺展行为,表明阴、阳离子表面活件剂之间产生的强烈增效作用不仅提高了铺展性能,使本来不能铺展的单一SPFO和C8NE水溶液变为铺展,而且大大降低了氟表面活性剂的用量.考察两种表面活性剂不同混合比例及总浓度对铺展速度、铺展量、临界快速铺展浓度的影响,并通过表面张力的测定从机理方面进行辅证.在所研究的浓度范围内,SPFO-C8NE混合体系的总浓度越高,混合比越接近等摩尔,越有利于快速铺展和增大铺展量.等摩尔SPFO-C8NE混合溶液在不同油面上铺展量从大到小依次为环己烷、90号汽油、正庚烷.     

免拆模板复合剪力墙粘结性能试验研究

免拆模板复合剪力墙体系是适应当前新型建筑体系需求而发展起来的新型节能结构体系。它具有节约能源、增大使用面积、优良的抗震性能及工厂化的施工工艺等优点。笔者专门对免拆模板复合剪力墙体系进行了研究 ,针对 3种不同聚苯板截面和 4种不同免拆模板截面进行粘结性能试验 ,通过试验总结出影响免拆模板与现浇混凝土之间粘结性能的因素 ,并对其作用机理进行分析 ,以期对新型建筑节能体系的发展有所贡献。     

粉尘密度对20 L球罐内粉尘分散规律影响

为分析不同粉尘因密度的差异对20 L球形爆炸装置球罐内粉尘分散过程流场变量变化和点火延迟时间的影响,利用CFD数值模拟的方法,研究了3种不同密度的粉尘在球罐分散过程中湍流动能、流场速度、粉尘浓度3种流场变量在球心处的变化规律。研究结果表明:在其他条件一致的情况下,粉尘密度越小,湍流动能的峰值越小,粉尘云浓度和流场速度的峰值则越大;粉尘密度对湍流动能的增值速率没有影响,而粉尘密度越小,流场速度和粉尘浓度的增值速率越快,粉尘浓度衰减至稳定值的时间也越短。表明粉尘密度越小,点火延迟时间也越小,因此,建议铝粉点火延迟时间在50~60 ms之间,锆粉和锌粉在60~80 ms之间。     

矿井底板突水过程电荷感应规律试验研究

为研究复杂水文地质条件下矿井底板突水导水通道形成及破坏情况的判断问题,基于电荷感应监测技术,通过水压致裂试验对比不同壁厚电荷信号规律,研究导水通道距离采掘空间不同深度下电荷特征,探究电荷前兆信息与底板突水通道形成过程的联系。结果表明:电荷信号和声发射信号均在起裂压力前出现较大脉冲,这2种信号出现的顺序随机,这与岩体的结构以及组成有关;壁越厚,起裂压力越大,释放的电荷量越大,电荷释放与试样变形破坏所需的力存在必然联系;不同壁厚试样电荷感应信号在衰减时间与电荷累积量等方面有差异,通过电荷感应信号探测导水通道形成深度是可行的。     

天然气管道非稳态泄漏扩散的数值模拟

针对长输天然气架空管道泄漏问题,综合考虑风速随海拔变化的边界条件、管道管形及泄漏方向等因素,建立非稳态泄漏模型,对不同管道泄漏压力和不同天然气浓度边界的天然气非稳态泄漏扩散进行了数值模拟。结果表明:在天然气向下泄漏的工况下,天然气气团主要在地面积聚,呈无规则的扩散;天然气管道泄漏压力与气体泄漏扩散速度成正比,与天然气浓度边界达到稳定所需时间成反比:不同泄漏压力下天然气扩散稳定后的扩散距离及泄漏影响面积大致相同;天然气浓度边界越小,达到稳定所需时间越长。     

井下采煤影响矿区坡面形态及侵蚀的数值模拟分析

针对井下采煤产生的大范围岩移必然最终改变原有地表形态并影响坡面侵蚀特征及规律这一特殊性,从井下与地表相结合的新视角,结合彬长矿区水土流失特征和典型煤矿采矿条件,以采厚、地表坡面坡度等因素为变量,构建了20个不同类型的数值模型,通过数值模拟方法研究并揭示井下采煤对地表坡面形态及侵蚀的影响规律。结果表明,第一,地表坡面坡度会随采厚增加而呈现增大的趋势,且自然坡度越大,坡度变化量越大;相同采厚条件下,坡度增大率与坡面自然坡度整体上呈负相关。第二,地表坡面坡长会随采厚增加而呈现减小的趋势,且自然坡度越小,坡长变化量越大;随采厚增加,地表坡面坡长减小率与自然坡度呈先正相关后负相关的关系,自然坡度为26.57°是拐点。第三,采厚的增加会提高地表坡面产流产沙的强度,加剧坡面侵蚀,这种效应在坡度较小的坡面更加显著;井下采煤引起地表坡面坡度的增大是产生这一规律的主因。     

抑尘剂效果评价指标准确性分析

为提高煤矿安全保障能力和职业健康水平,降低煤尘尘肺病等职业病危害,快速且准确判断不同抑尘剂的抑尘效果,研究煤尘抑制剂的固化层厚度、抗风蚀特性、单轴抗压强度(UCS)、贯穿阻力等常用性能评价指标,通过各评价指标的试验方法、不同影响因素下性能差异分析各评价指标的准确性。分析结果表明:使用固化层厚度、抗风蚀特性、UCS评价指标来判断煤尘抑制效果较差,贯穿阻力能较好地判断煤尘的抑制效果。     

一种新型酸雾吸附剂的试验研究

为了去除化工生产等过程中产生的酸雾废气,用粉煤灰、廉价易得的黏土类矿物及碱土金属化合物制成一种新型酸雾吸附剂.通过配方均匀设计方法设计出不同比例的吸附剂,探讨了5 h的HCl的吸附量的变化,最终通过回归及规划求解得出最佳配方比例,并研究了空速对吸附性能的影响.结果表明,粉煤灰、沸石和消石灰的最佳配比为0.50:0.35:0.15(质量比),在文中所述条件下,其5 h吸附的总吸附量为347.36 mg/g,HCl的吸附量为215.72 mg/g,且吸附效率保持在97%以上.该吸附剂在较高空速(5 000 h-1)的条件下吸附效率仍很高.     

PFC-APG-SA水成膜泡沫防治油液储运火灾实验研究

为有效防治油液在储运过程中易发生火灾问题,针对油液储运火灾特点,研发1种PFC-APG-SA水成膜泡沫材料。基于发泡性能、表面张力、pH值和抗烧性能,对复配的8种水成膜泡沫液开展性能测试实验,优选出最佳配方。结合分子动力学模拟,探究复配表面活性剂在模拟体系界面中分子排布作用的微观机理。研究结果表明：新型水成膜泡沫液发泡倍数为9.5,泡沫形态稳固,表面张力为17.521 mN/m,抗烧时间约为784 s,用量小且可以有效抑制油液燃烧;在分子动力学模拟中,复配的表面活性剂分子在油表面排列更为紧密,与油之间的相互作用能绝对值为8 210.238 kJ/mol,相互作用强且结构稳定。研究结果可为水成膜泡沫在油液储运火灾防治中的应用提供一定参考。     

突扩管道中H_2/Air预混火焰传播特性的数值模拟

为探究氢气(H_2)/空气(Air)预混气体爆炸事故中突扩型管道对火焰结构形成与发展造成的影响,基于k-ε湍流模型和β-flame火焰增厚模型,采用Flacs软件开展不同突扩角度β对突扩管道内火焰传播特性(速度和超压等)影响的数值模拟研究。结果表明:不同β的管道内H_2/Air预混火焰传播过程都经历熄灭与再次点燃阶段;β对管道内火焰传播距离有明显影响,随着β角度减小,火焰极限传播距离明显降低;β越小,管道内斜压作用对涡旋抑制效果越明显,进而越会抑制燃料组分的输运和火焰的继续传播。     

不同角度丁坝附近可溶性危险化学品扩散示踪试验

利用水槽试验台,完成不同角度丁坝附近可溶性危险化学品泄漏扩散示踪试验,获得在不同角度非淹没丁坝周围示踪剂扩散变化的试验数据.通过对这5组水槽试验数据的分析得到丁坝附近水流流态的变化及其对其周围可溶性危险化学品扩散的影响:不同角度丁坝产生的回流区的结构基本相同,但回流区的大小受丁坝角度的影响较大,其中90°正挑丁坝所产生的回流区范围最大;上挑和下挑丁坝回流区的范围都会随丁坝偏离正挑丁坝位置的偏角越大而变得越小;在示踪剂释放量一定的情况下,回流区范围越大示踪剂在回流区内的平均浓度越低.     

钢管混凝土风力机塔架屈曲性能研究

基于刚性基底压杆模型,建立了中空钢管混凝土塔架的有限元屈曲模型,研究了空心率和径厚比对中空钢管混凝土塔架屈曲性能的影响,分析比较了洞口、门框等不同情况下传统钢制塔架和中空钢管混凝土塔架的性能差异,并对三种不同风况下中空钢管混凝土塔架的屈曲性能进行了研究。结果表明:中空钢管混凝土塔架的一阶屈曲荷载随着空心率和径厚比增大呈指数曲线减小,但两者的变化趋势不同。两种塔架的前十阶屈曲特征值变化规律是相似的,但中空钢管混凝土塔架的屈曲特征值是传统钢塔架的2倍多。在不同风况下中空钢管混凝土塔架的塔顶是最易发生失稳的部位,随着风速增大,塔架底部内外钢管的局部屈曲逐渐严重。