基于CFD管道三氟甲烷灭火剂流动相态研究

为研究三氟甲烷灭火剂在管道内的相变规律,在分析和研究相关理论和试验的基础上,提出了分段研究三氟甲烷管道流动相态的思想和模型;并利用Fluent前处理软件,基于实际试验管网系统建立了基于CFD的三维几何模型。在研究模型适用性的基础上,对管道内三氟甲烷灭火剂流动相态进行了分段模拟,并对模拟结果进行分析,得到了三氟甲烷灭火剂在管道内的相态变化规律。结果表明,该模型能较为准确地模拟出管道内三氟甲烷灭火剂流动的相态及变化规律。     

电容层析成像技术及其在哈龙灭火剂两相流测量中的应用研究

分析了电容层析成像技术的原理、应用现状,针对灭火管网中常见的哈龙灭火剂与氮气(空气)两相流,研究了将电容层析成像技术应用于哈龙灭火管网内对哈龙灭火剂/氮气(空气)两相流的流动状态以及空隙率进行测量的方法。根据不同物质的介电常数不同,通过电容传感器获取初始数据,然后根据获取的电容测量值和图像重建算法重建哈龙灭火剂/氮气(空气)两相流横截面的图像,最终获得灭火管网内哈龙灭火剂/氮气(空气)两相流的流动状态以及空隙率。     

浅谈三氟甲烷气体灭火系统

对三氟甲烷(HFC-23)气体灭火系统作了比较全面的介绍,并对其应用及系统设计作作了探讨,给出详细的系统设计范例,对系统设计中灭火剂用量进行了计算。三氟甲烷灭火系统以其对人体和设备的高度安全性能、高效的灭火性能、良好的经济性和环保性,被国内外消防行业普遍看好,有望成为21世纪气体灭火领域的主流。     

灭火剂及其压力对灭火管系统性能的影响

针对电动汽车电池箱的封闭空间火灾,设计无电源感温自启动灭火管系统。采用正庚烷模拟火源,全氟己酮和六氟丙烷作为灭火介质,分析0、0. 88和1. 81 MPa压力下的灭火过程、管内压力变化、灭火剂使用率和灭火时间。结果表明:全氟己酮和六氟丙烷灭火管系统的灭火过程相似,均可分为预热-管破裂喷射-火焰熄灭后继续喷射3个阶段;六氟丙烷灭火管系统灭火剂的实际使用率为100%,全氟己酮灭火管系统灭火剂的实际使用率在50%～95%之间,压力增加可大幅提高全氟己酮实际使用率;六氟丙烷灭火管系统在20 s内实现灭火,全氟己酮灭火管系统的灭火时间较其更长。     

洁净气体灭火剂与火焰作用过程中氟化氢的产生量研究

采用半导体激光吸收光谱法,实时测试七氟丙烷、三氟甲烷和六氟丙烷等洁净气体灭火剂与火焰作用过程中产生的氟化氨质量浓度,对灭火剂在不同体积分数下产生的氟化氢量及其变化规律进行了研究,并考察了灭火速度对氟化氢产生量的影响.结果表明,当灭火剂体积分数低于临界灭火体积分数时,灭火剂的体积分数越高,灭火剂与火焰作用过程中产生的氟化氢质量浓度越大,在距临界灭火体积分数还很大时,产生的氟化氢质量浓度就超过了4 000mg/m3.当使用洁净化学气体灭火剂熄灭燃烧杯火焰时,灭火速度越慢,灭火过程产生的氟化氢就越多.3种灭火剂熄灭燃烧杯火焰时产生的氟化氢质量浓度随灭火时间变化规律基本一致.当灭火时间高于10 s时,产生的氟化氢质量浓度均超过了4000m/m3.     

甲烷煤尘耦合爆炸传播特性及伤害研究

为探究煤尘质量浓度对甲烷煤尘耦合爆炸传播特性及伤害距离的影响,自制长15 m的爆炸管道系统,用体积分数为7％甲烷分别与质量浓度为0、50、100和200 g/m3的煤尘进行耦合爆炸试验,并根据质量、动量和能量守恒理论推导出最大压力计算公式.结果 表明:不同质量浓度煤尘与甲烷耦合爆炸时,最大压力均随与爆源距离的增加呈现出...     

磷酸铁锂电池储能系统典型消防案例

为解决磷酸铁锂电池热失控导致的储能系统火灾安全问题,分析几种常见灭火剂的灭火机制和性能特点,探索实践更为有效的灭火方法。首先,总结磷酸铁锂电池的热失控过程及燃烧特点;然后,分析七氟丙烷、气液复合灭火剂、全氟己酮、气溶胶和细水雾等灭火剂的灭火机制,以及对磷酸铁锂电池火灾事故的灭火和抑制复燃效果;最后,基于实际工作中的预制舱式磷酸铁锂电池储能系统典型消防系统案例,介绍其系统组成和控制逻辑。结果表明：磷酸铁锂电池火灾为A、B、C类综合性火灾;七氟丙烷、气液复合灭火剂、全氟己酮、气溶胶和细水雾等灭火剂在灭火效果、降温效果、抑制复燃以及技术成熟性方面各有优缺点,但任何一种灭火剂均无法同时起到扑灭明火和抑制电池复燃的作用;采用全氟己酮和水消防相结合的灭火方法更有效。     

准直管水射流流动特性的研究

在后混合磨料射流或准直管磨料射流中，为使水射流的动量能够充分传递给磨料，往往需要用准直管同轴套住水射流，以避免因流的侵入。准直管水射流流动特性是影响准直管磨料射流混合和加速磨料效果的主要因素，利用可视化实验和动量守恒原理对准直管水射流的流动特性进行了研究，其结果表明：准直管水射流流动特性状态随压力变化而变化；高压准直管水射流具有扩散流动段、平行流动段和回气流动段；高压准直管水射流的打击力具有沿程损失和出口损失。此外，还推导出了高压准直管水射流打击力的计算公式。     

基于相似理论的燃气管网水力工况分析

为了实现对城市燃气管网全覆盖、无死角的安全性监控,提出了通过实验、模拟等方法实现对实际燃气管网水力工况的实时安全监控。基于相似理论及相似方法推导得到相似准则数;根据相似准则数建立与实验室燃气管网相似的实际燃气管网模型;通过对比实验室燃气管网与实际燃气管网节点运行压力,对相似准则数的准确性及适用范围进行了验证;提出了实验室燃气管网的优化方案。研究结果表明:利用相似准则数建立的实验室燃气管网可以模拟实际燃气管网水利工况。     

曳引电梯电机静功率经验公式的讨论

通过对电梯曳引机静功率计算常用经验公式的分析和探讨,指出了现行计算公式存在的不足,推导出了使用于任何状态下的曳引机静功率的计算公式。     

Effects of release pressure on the transportation characteristics in pipeline and the diffusion behaviors in enclosure space of typical gas extinguishing agent

Reducing the release pressure of fire extinguishing systems can decrease potential safety hazards in large transport airplanes. To explore whether reducing the release pressure can achieve the release effect required by the airworthiness standards or not, the transportation characteristics in the pipeline and diffusion behaviors in the enclosure space of a typical fire extinguishing agent (Halon 1301) were investigated under five release pressures in the present study. The effects of the release pressure on the degree of superheat, injection duration, jet structure, and concentration distribution of Halon 1301 were analyzed. The results show that both of the degree of superheat and the injection duration decrease with an increase in the release pressure. The supplement of bubble expansion in the fire extinguishing agent can slow down the pressure decrease in the vessel. Both of the maximum and mean values of the pipeline differential pressure increase with an increase in release pressure. The maximum value of the jet angle decreases linearly with the increase in release pressure, and the jet deflects upward owing to the effects of buoyancy. The maximum concentration value decreases with an increase in the distance from the nozzle. The maximum concentration values in the near field from the nozzle increase with an increase in the release pressure. Under five release pressures, the concentration and holding time (duration above 6% volume concentration) of Halon 1301 on the centerline of the jet meet the requirements of airworthiness provisions.     

粘性水灭火剂性能试验及灭火机理研究

水是常用灭火剂 ,但流失严重 ,灭火效率不高。在水中加入添加剂 ,提高水在固体表面的粘附性 ,减少流失 ,可显著提高灭火速度。笔者提出了应具有屈服假塑性流体特性的粘性水灭火剂 ,能在物体表面形成稳定的覆盖层 ,并具有较低的输送阻力。在水中加入 0 .4 %的KD - 1型添加剂 ,制成的粘性水灭火剂就具有上述的流体力学特性 ,该粘性水可在固体表面形成 1～ 5mm的稳定覆盖层。在木材火灾灭火试验中 ,粘性水的灭火时间是水灭火的 1/ 4。笔者还研讨了粘性水灭火剂的灭火机理 ,并指出该灭火剂适用的范围和开发前景。     

水系灭火剂的灭火性能对比分析研究

水是扑救A类火灾最常用的灭火剂,但水也存在流动易损失等不足,通过改变水的物理及化学性能可以提高水的灭火效率.试验表明强化水灭火效果和抗燃效果均优于水,但优势有限且价格较高;润湿水灭火及抗燃趋势均不明显,但良好的润湿渗透作用使其在扑救塑料类等火灾中发挥出明显的优势;粘性水因提高了水的粘度,增加了固水和封堵作用使其在抗燃方面具有显著的优势,其中的无机硅凝胶对堆垛或自燃类火灾的防、灭火效果最好,但高分子水胶体会因添加量小、无腐蚀性等优点替代无机硅凝胶用于煤矿井下火灾的预防和控制.     

建筑消防水系统灭火可靠性动态评估模型研究

水位、水压、流量、阀门开启情况等运行状态参数是决定消防水灭火系统灭火可靠性的关键因素,基于对水灭火系统运行可靠性影响因素的研究,构建了用于评估灭火可靠性的贝叶斯网络推理模型。推理模型将影响系统灭火可靠性的因素分为给水设施可靠性、灭火系统管网供水可靠性、灭火设施启动可靠性、阀门开启状态等四个方面。网络结构图代表了监测因子与子系统可靠性的关联关系。节点变量状态值的分级方法和先验概率值参考了水灭火系统相关设计标准。根据监测因子对子系统可靠性的影响分别设置了各节点的条件概率表。应用表明,通过物联网技术实时监测灭火系统运行状态参数,将实时的状态参数信息输入到评估模型,可以实现动态评估系统灭火可靠性。     

Establishment of Aqueous Film Forming Foam extinguishing agent minimum supply intensity model based on experimental method

In recent years, serious fire and explosion accident in petrochemical storage tanks have taken place frequently. Therefore, increasing the firefighting force in petrochemical parks is particularly important. The ambition of the paper is mainly studying the supply intensity of Aqueous Film Forming Foam (AFFF) extinguishing agent. Fire extinguishing agent demand calculation method that can be capable of matching fire scale is established by carrying out series of fire extinguishing experiments. 6% AFFF is chosen to carry out three groups of experiments respectively: fire extinguishing agent fluidity determination, series groups of small size simulation oil pool fire and 177 square meters of large oil pool fire extinguishing experiment. The situation of fire extinguishing on fuel surface of AFFF can be explored through experimental means under cold and hot conditions. The data obtained from experiments prove a higher conformity between covering process and covering model under the cold condition. The model can predict the cold coverage of AFFF effectively. After unifying the supply flow from each experiment, the statistics can be fitted and come to the minimum supply intensity algorithm of AFFF against the target storage tank specifications. The algorithm is used to estimate the minimum supply intensity when extinguishing full liquid surface fire. This model also can be used as reference for petrochemical fire protection.     

Modelling Complex Pipeline Network Leak Detection Systems

A novel model for detecting leaks in complex pipeline network systems has been developed. The model derives from the theory of Liapunov stability criteria. A leak is detected if the resulting eigenvalues from the deviation flow matrix have values less than a predetermined value. An advanced mesh network algorithm was used to decompose the complex pipeline network system into sub-networks. The flow model (equations of motion and continuity) which incorporates a leaking factor, k_L, is solved by a numerical technique that uses the method of characteristics and an implicit finite function. The unsteady state flow matrix of the complex pipeline network system was analysed using a modified Hardy Cross algorithm, where the velocity and pressure were computed for each node and pipeline loop in the complex network. The plots for the characteristic pressure and velocity eigenvalues show that pressure measurements are faster parameters for leak detection than volume measurements. Volume measurements appear to be suitable for larger leak systems and longer response time.     

非金属管道微小泄漏动力学数值模拟和试验对比

为了探索非金属输送管道泄漏规律,从数值模拟和试验两个角度,对液体PE管道发生泄漏前后管道内流体与泄漏口的流动状态进行了对比分析,为判定管道泄漏提供了依据。运用FLUENT软件针对PE液体管道泄漏,在不同孔径、不同压力下,构建管道泄漏模型分别进行仿真,分析不同泄漏情景下压力梯度的分布规律。同时在近似相同条件下进行PE管道两点泄漏模拟试验。结果显示:数值模拟与试验结果基本一致,泄漏孔处压力、流速均与管内初始压力成正相关;初始压力和孔径的增大,会导致管内压力下降速度上升,但最终会趋于稳定值。     

不同聚合度的聚磷酸铵灭火性能研究*

为考察聚磷酸铵（APP）干粉灭火剂的聚合度对其灭火性能的影响,选用3种不同聚合度的APP,结合其晶体结构、粒度分布及热性能测试,并通过粉体杯式燃烧器进行小尺寸灭火实验,对比3种样品的灭火性能及灭火机理,研究聚合度与其灭火性能的关系。热性能测试结果显示,聚合度的升高会导致APP的热稳定性下降,随着聚合度从80升至1 500,其初始分解温度从326.11 ℃降低至321.54 ℃,失重率从75.21%增加至79.66%。实验结果表明:随着APP聚合度的增加,火焰降温速率升高,最小灭火浓度（MEC）降低,灭火性能增强,当聚合度为1 500时,MEC为118.143 g/m3。聚合度的升高有助于APP在进入火场后更早、更充分地与火焰发生反应,从而使灭火性能得到提升。     

CO2和ABC干粉灭火剂扑灭火旋风火焰实验对比分析

为了分析2种灭火剂扑灭火旋风效果,采用实验室自制装置生成稳定的火旋风火焰,喷射CO₂或ABC干粉灭火剂,获取火焰温度场及光电信号数据。研究结果表明:在CO₂灭火剂或ABC干粉灭火剂作用下火旋风火焰温度场呈“下凹”型指数衰减;受灭火剂喷射位置影响,火焰根部、中部及顶端不同区域的灭火剂影响系数不同;基于火焰降温速率和光信号变化,相较于CO₂灭火剂,对火焰起抑制作用的ABC干粉灭火剂降温效率更高、扑灭效果更好。