电焊熔珠对棉布和聚氨酯泡沫的引燃能力研究

研究了加载电压对电焊熔珠数目和粒径分布的影响,在模拟装置上实验了电焊对棉布、聚氨酯泡沫和纸张的引燃性能.结果表明,随着加载电压升高,电焊熔珠的数目逐渐减少,熔珠粒径逐渐增大,引燃能力逐渐增强.固体材料性质对电焊熔珠引燃能力也有很大影响,表面粗糙,易蓄热材料容易被点燃.电焊熔珠引燃棉布、聚氨酯泡沫和纸张的临界电压为37.5V、40V和45V.     

飞火和热辐射耦合作用点燃松针的实验研究

飞火颗粒点燃和火焰辐射引燃是森林-城镇交界域火灾两种主要引燃方式。已有很多研究关注单种引燃方式,但缺乏二者耦合作用下的引燃机理研究。实验研究了热颗粒与热辐射耦合作用下松针燃料床的点燃行为,分析了热颗粒尺寸、温度及辐射热通量对点燃特性的影响。实验结果表明:热颗粒和热辐射耦合作用的点燃危险性远远高于热颗粒或者热辐射单独作用下的点燃危险性。耦合作用时,点燃概率随颗粒尺寸、温度和辐射热通量增大而增大,热颗粒临界点燃温度以及临界辐射热通量均随热颗粒尺寸增大而降低;阴燃向明火转变的点燃时间随辐射热通量增大而降低,但与颗粒状态呈现出较为复杂的关系。     

含水率及燃烧性能等级对中密度纤维板点燃行为及安全性能影响的研究

采用锥形量热仪,在不同辐射热流强度下,对三种燃烧性能等级(B级、C级和非阻燃)的中密度纤维板在不同相对湿度(0%、50%和98%)形成的含水率条件下进行了辐射引燃实验,测得点燃时间和热释放速率等参数。利用点燃理论中热厚型积分模型,推导了不同含水率不同燃烧性能等级(防火等级)纤维板的临界辐射热通量。通过对比发现,点燃时间随着板材含水率的增加而明显增大,而临界辐射热通量则几乎不受环境相对湿度(即含水率)的影响。添加阻燃剂可延长点燃时间,使板材临界辐射热通量增加,并能有效地降低纤维板材燃烧时的热释放速率。阻燃纤维板的临界辐射热通量要明显高于非阻燃纤维板,但是阻燃纤维板材之间相比,临界辐射热通量差别不大。因而,从本质安全的角度对材料的安全性进行评价,不能将临界辐射热通量作为单一的标准,必须综合多个参数进行全面评价。     

1kV配电电缆的电弧引燃过程研究

电弧引燃电缆是造成电缆火灾的重要因素,威胁电力设备的安全运行与电力可靠供应。为了探索配电电缆的电弧引燃机理,构建了电弧引燃1 kV配电电缆实验平台,结合火灾动力学仿真,初步研究了电弧引燃电缆过程中的点燃、火焰蔓延及温度场分布,进一步探索了电弧火源功率对电弧引燃电缆过程的影响。结果发现功率为300 W的电弧火源能够在10 s内引燃1 kV聚氯乙烯护套电力电缆,电缆引燃后最高温度达900℃。随着电弧火源功率增大,电弧引燃电缆时间显著减小,并进一步获得了引燃该电力电缆所需的临界电弧功率。运用FDS仿真电弧引燃电缆过程,实验与仿真结果基本一致：当电弧功率从21.93 W减小到7.15 W时,实验点火时间从19 s增加到57 s,仿真点火时间从15.3 s增加到55.9 s;当电弧功率低于7.15 W时,实验和仿真电缆均无法引燃。     

预混乙炔-空气爆燃火焰在平板狭缝中传播与熄灭的实验研究

通过对预混乙炔-空气爆燃火焰在平板狭缝中的传播与熄灭过程进行试验研究,分析临界火焰传播速度、狭缝高度和熄灭长度之间的关系。实验结果表明,当狭缝高度一定时,临界火焰传播速度越大,熄灭长度越大,熄灭长度与临界火焰传播速度近似呈正比例关系。在相同的临界火焰传播速度条件下,随着狭缝高度的增加,熄灭长度值迅速增大,说明狭缝高度对预混火焰的传播与熄灭有显著影响。     

乙炔-空气预混火焰在狭窄通道中的传播与熄灭

针对预混火焰在狭窄通道中传播过程的研究是进行阻隔防爆技术研发的基础。本文首先通过数值计算模拟了预混乙炔一空气爆燃火焰在狭窄通道中的传播与熄灭过程,然后采用高速数字摄像技术对火焰的传播过程进行捕捉,分析临界火焰传播速度、狭缝高度和熄灭长度之间的关系。研究结果均表明,当狭缝高度一定时,临界火焰传播速度越大,熄灭长度越大,熄灭长度与临界火焰传播速度近似呈正比例关系。在相同的临界火焰传播速度条件下,随着狭缝高度的增加,熄灭长度值迅速增大,说明狭缝高度对预混火焰的传播与熄灭有显著影响。本文研究成果将可为工业阻火防爆装置的设计和实际应用提供参考依据。     

商业厨房典型固体可燃物燃烧性能试验

典型固体可燃物燃烧性能是研究商业厨房火灾发展的基础。利用锥形量热仪对商用厨房中油垢、大米和面粉3种典型固体可燃物的燃烧性能进行了研究,分析了可燃物的燃烧现象、点燃特性参数、热释放速率和烟气浓度、毒性等。结果表明,面粉容易点燃,采用封闭容器承装时,引燃时间会明显降低;油垢的热释放速率最高,在高热辐射功率时,峰值达到692.95 k W/m2,约为其他两种样品的5倍,面粉的火势增长指数随热辐射功率增高迅速增大;油垢的烟气浓度和CO、CO2产量最高,烟气产量高于其他两种样品100倍,CO、CO2产量是其他两种样品的1.4~11.65倍。     

违反操作规程两例

处理剩余煤气发生爆炸 煤气的主要成分为一氧化碳、甲烷和氢,是一种可以燃烧的气体,比重小于空气,能与空气形成爆炸性混合气体,遇明火能引起燃烧或爆炸。因此,在使用和处理剩余煤气时,要特别注意防火安全,不得凭侥幸冒险进行操作。 北京某化工厂的试验研究所,在一次处理煤气包里的剩余煤气时,采取引燃方法,用一根十米长的皮管接通煤气包,由于气包内的压力小,煤气不能自动流出,因而两人边卷边踩,挤压出煤气用火点燃,挤压力忽大忽小,压力大时十米外的皮管出口处煤气能点燃,压力小时,煤气挤压不出,火便熄灭。这时,一工人为了快速将气包内的气体…     

NIST测试有助于减少吸烟引发的火灾

2003年,纽约州在全美首次要求在其境内销售的香烟必须通过一项以美国国家标准与技术局(NIST)进行的测试为基础的消防标准,以减少香烟点燃软包家具和床上用品的危险,而这是住宅火灾的主要原因。2011年,怀俄明州颁布了和纽约州类似的法令,成为该项挽救生命行动的一个里程碑。至此,美国所有50个州都将"计量香烟点燃强度的标准测试方法ASTM E2187"规定为监管要求。根据一项新的研究,上述测试方法在全国范围内采用后,每年因香烟或其他烟草产品引燃而发生火灾的致死人数比2003     

石油化工企业静电危害及防范措施

石油化工企业存在有可燃气体（蒸汽）爆炸性混合物的危险场所,有些危险物质易产生和积聚静电荷,当静电电位达到一定的程度,并具备放电条件,且产生的放电火花能量大于该危险物质的最小点燃能量时,即可引发爆炸和着火事故。笔者就石油化工企业静电引燃爆炸危险情况进行了论述,并提出消除静电危害的防范措施。     

外界热辐射作用下木材热解和着火的预测模型

在突发的火灾过程中，可燃性固体材料的着火时间和热解特性是非常关键的参数。建立了预测木材在外界热辐射作用下热解和着火时间的数值模型，可以给出固体的质量损失速率、内部温度场随时间的变化，并根据模型计算得到的表面温度随时间的变化对着火时间进行预测。计算结果和实验测量值相符较好。     

When solids meet solids: A glimpse into dust mixture explosions

Mixing an inert solid or a less flammable compound with a combustible dust can be regarded as a direct application of the inherent safety principle of moderation. An experimental investigation was carried out to determine the evolution of the ignition sensitivity and the explosion severity of such various mixtures as a function of their compositions. It demonstrates that the introduction of small amounts of highly combustible powders (such as sulphur or nicotinic acid) to a less flammable dust (such as microcrystalline cellulose or carbon black) can strongly influence the ignition sensitivity as well as the explosion severity.It has notably been shown that the ignition sensitivity of solid/solid mixtures significantly rises up when only 10–5%wt. of highly flammable dust is introduced. Simple models can often be applied to estimate the minimum ignition energy, minimum ignition temperature and minimum explosive concentration of such mixtures. Concerning the dust explosivity, three cases have been studied: mixtures of combustibles dusts without reaction, dusts with reactions between the powders, combustible dusts with inert solid. If the evolution of the maximum explosion pressure can be estimated by using thermodynamic calculations, the maximum rate of pressure rise is more difficult to predict with simple models, and both combustion kinetics and hydrodynamics of the dust clouds should be taken into account. These results were also extended to flammable dust/solid inertant mixture. They clearly show that the concentration of solid inertant at which the ignition is not observed anymore could reach 95%wt. As a consequence, the common recommendation of solid inertant introduction up to 50–80%wt. to prevent dust explosion/ignition should be reconsidered.     

Minimum ignition energy of mixtures of combustible dusts

Most industrial powder processes handle mixtures of various flammable powders. Consequently, hazard evaluation leads to a reduction of the disaster damage that arises from dust explosions. Determining the minimum ignition energy (MIE) of flammable mixtures is critical for identifying possibility of accidental hazard in industry. The aim of this work is to measure the critical ignition energy of different kinds of pure dusts with various particle sizes as well as mixtures thereof.The results show that even the addition of a modest amount of a highly flammable powder to a less combustible powder has a significant impact on the MIE. The MIE varies considerably when the fraction of the highly flammable powder exceeds 20%. For dust mixtures consisting of combustible dusts, the relationship between the ignition energy of the mixture and the minimum ignition energy of the components follows the so-called harmonic model based upon the volume fraction of the pure dusts in the mixture. This correlation provides results which show satisfactory agreement with the experimental values.     

典型静电放电火花点燃危险性评价方法研究

通过研究典型静电放电火花的实际点燃能力 ,对实际生产工艺工程中的静电放电火花的点燃危险性进行定量评价。静电放电火花的放电相当能量、放电火花空间分布范围和放电火花持续时间 ,决定了静电放电火花实际点燃可燃物的可能性大小 ,因此不同类型的静电放电火花点燃可燃物的差异性很大。根据数据序列理论分析 ,引入静电放电火花点火源序列和可燃物危险性序列之间存在的关联性 ,反映了静电放电火花点燃可燃物的危险程度 ,可用于对静电放电火花的实际点燃危险性进行量化评价。对聚烯烃粉体生产工艺过程中典型和频发性的静电放电火花的点燃危险性进行了定量评价。     

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。     

敏感条件对粉尘云最小点火能的影响规律分析

为使粉尘云最小点火能实验测量更准确,从多个方面分析影响最小点火能的测量因素,并根据粉尘云状态、粉尘颗粒固有性质、点火电路等几个方面对影响粉尘云最小点火能的因素,即敏感条件进行了分类。在实验测量中,具体归纳为:粉尘浓度、粉尘湿度、粉尘粒度及其分布、粉尘挥发份含量、粉尘温度(环境温度)、粉尘云的湍流度、粉尘分散质量、粉尘云初始压力、环境氧浓度、电极材料、电极直径和电极末端曲率、电极间距、电火花持续时间、点火延迟时间、电火花能量密度、火花触发电路、可燃气体影响、实验次数等18个影响因素。重点分析了敏感条件对最小点火能的影响规律,从粉尘云点火机理和过程出发,着重分析一些敏感条件对最小点火能影响的内在原因和实质。     

Experimental investigation of the influence of inert solids on ignition sensitivity of organic powders

This work presents the results of the experimental characterization of the ignition sensitivity of solid inertant/combustible powders mixtures. Three inert solids (alumina, Kieselguhr, aerosil) and eleven organic powders have been considered and the following parameters have been determined: (1) the minimum ignition energy, (2) the minimum ignition temperature in cloud and (3) the minimum ignition temperature in 5 mm layer. The effects of the addition of inert solids are described and a simple model is proposed to represent the experimental results.Generally, increasing inert solid content in a powder leads to a higher minimum ignition energy as well as a higher minimum ignition temperatures in cloud and in layer. In some cases, the flammability is influenced above a threshold concentration value, which can be quite high (up to 85 wt.%). Indeed, the proposed model shows a zone below the minimum ignition concentration (MIC), which does not enable an efficient or safe inerting: either the admixed inert solid does not provide a sufficient effect, or it can even facilitate the ignition of the dust by notably improving its dispersability.The influence of key parameters such as the thermal conductivity or optical properties on the efficiency of the inerting by admixed solid need to be further assessed in a future work in view to better understand the mechanisms involved and to extend the scope to other types of oxidizable materials.     

热颗粒和热辐射共同作用阴燃点燃松针燃料床：数值研究

建立了热颗粒和热辐射共同作用下阴燃点燃松针燃料床的二维数值模型,计算得到了热颗粒和热辐射单独点燃以及共同作用点燃的临界条件,分析了燃料床的点燃过程。与前人实验数据对比表明数值模型能够较好预测临界点燃条件。金属热颗粒单独作用时点火所需的临界温度与颗粒直径呈双曲线关系。金属热颗粒与热辐射共同作用时,临界辐射热通量呈现出随颗粒温度和直径的增加而显著减小的趋势。热辐射持续供热能有效维持表层炭氧化反应,两者共同作用下点燃危险性增加。研究同时发现,燃料含水率对共同作用下的临界辐射热通量有较大影响。