不同物质组合摩擦火花引燃特性的研究

在本研究中,对碳钢、铍青铜和铜镍锰合金等三种金属与砂轮和45号钢轮摩擦时产生火花的能力和引燃能力作了对比实验。用于实验的可燃混合气为液化石油气/空气和氢/空气。实验表明,碳钢和砂轮摩擦产生的火花最强烈,但仍很难引燃液化石油气/空气混合气;铍青铜与砂轮摩擦时几乎看不到火花,铜镍锰合金在同样条件下产生火花的几率销大。在摩擦时间较长的条件下,两者均能引燃极易爆炸的氢/空气混合气,但爆炸却并不是在火花出现时立即发生的。可以推断:在上述条件下,摩擦造成的炽热表面是引燃的主要原因,而材料的引燃能力的强弱,不能只以是否产生火花为判断基准。     

金属摩擦火花的发生及引燃特性研究

为保障新时期工贸冶金煤矿行业的安全发展,以典型金属材料——TC4钛合金、Q235钢、304不锈钢及铝、镁、锌、铜合金的摩擦火花颗粒为研究对象,探究金属材料摩擦区域温度、火花颗粒表面形貌、粒度特征及引燃特性。结果表明：金属材料的物理特性对摩擦火花的发生情况具有明显影响;高熔点、高硬度、低热导率金属材料——TC4钛合金、Q235钢、304不锈钢更易产生摩擦火花颗粒,其摩擦接触点最高温度分别为462℃、750℃、801℃。摩擦试件的压力和旋转圆盘的转速直接影响摩擦火花颗粒的粒径和单位时间的火花量：随着摩擦试件压力增大、旋转圆盘转速增加,摩擦火花颗粒粒径、单位时间火花量呈现增长趋势。摩擦火花颗粒能够引燃氢气空气混合物与酒精液雾,所形成的爆炸燃烧环境又加剧了摩擦火花颗粒的爆裂燃烧,加大了摩擦火花颗粒的危险性。     

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。     

油品引燃时间的影响因素研究

以激光作为强辐射源对煤油,轻柴油和重柴油进行了直接引燃试验,研究了引燃时间受入射辐射热强度,油品性质和热辐射入射角度影响的关系。     

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.     

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。     

表面漆对地板材料火灾初期热释放特性影响的研究

漆与木材是两种不同性质的材料,带有表面漆和不带表面漆的木地板在火灾初期的热释放特性有所不同。本文利用锥形量热计对不同辐射能量条件下的两类木地板的释热特性了实验研究,发现漆对木地板的点燃性和点燃初期的释热特性有较大的影响。这种影响与木材的种类和外部辐射能量的大小有密切的关系。     

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。     

高校学生宿舍火灾热释放速率特性研究

对上海地区两所高校的学生宿舍火灾荷载进行了实地调查,依据调查结果计算了轰燃时间范围、火灾持续时间范围等关键参数,得到了该地区学生宿舍火灾热释放速率变化特性,其结果可为消防安全设计与评估提供支持.     

设计火灾时火灾热释放速率曲线的确定

在运用火灾计算机模型进行建筑物性能化消防设计与评估时，确定合理、切合实际的火灾的热释放速率曲线非常重要。基于当前国内外的研究现状，本提出了几种符合当前技术水平且实用的确定火灾热释放速率曲线的方法，对于每种分析计算方法及其适用条件进行了详细阐述，并给出了相关的计算实例。     

室外风压、火风压对建筑物热压中和面位置的影响

首次提出风压与热压可完全分解 ,风压不改变热压本身的压力特性的观点 ,确定风压与热压共同作用下的新的中和面 ;提出火灾层火风压造成的空气渗进、烟气的排出过程属内部循环的观点 ;对于火灾烟气窜入建筑内部竖井通道的情况 ,则根据中和面上下各楼层总渗进、渗出平衡的观点 ,确定火灾引起的新的中和面位置。     

Hot surfaces generated by sliding metal contacts and their effectiveness as an ignition source

Frictional processes caused by malfunctions may lead to hot surfaces and mechanical sparks. Whenever mechanical sparks occur due to friction, there are also hot surfaces. The time until the ignition source becomes effective is largely dependent on the thermal conductivity of the friction partners. Based on this, it was examined whether classification into the explosion groups and temperature classes of IEC 60079-0 is possible and useful. This research therefore focuses on the development of hot surfaces and their effectiveness. To assess the formation of hot surfaces, tests for temperature development according to the applied power density and the different materials were performed in a friction apparatus. The experimental setup is realised via a friction pin which is pressed onto a rotating friction disc. The variation of the power density was carried out by changing the velocity and load per area. The temperature distribution was detected by thermocouples, two pyrometers and an infrared camera. For the investigation of the incendivity of hot surfaces, the ignition curves were determined by characteristic reference gases and vapours of the IEC explosion groups and temperature classes. Tests have been carried out with hydrogen, ethylene, diethyl ether, propane and pentane. The experiments have shown that a larger thermal conductivity of the steel used can lead to slow down heating of the pin material. With an increasing wear rate the maximum temperature decreases. It was possible to determine the maximum temperatures at specific power inputs. The ignition tests show that ignitions are possible even at low velocities. The effective ignition source was thereby always the hot surface. The result was a graduation of the explosion limits analogous to the order of Maximum experimental safe gap (MESG) values. In contrast, no significant relationship between the ignition limits and the temperature class of the respective substances was revealed.     

Development of a method for predicting the ignition of explosive atmospheres by mechanical friction and impacts (MECHEX)

Mechanical friction and impacts is still today a main cause of ignition of explosive atmospheres (ATEX) in the industry and this trend seems to be stable in time. This situation certainly results from a significant gap of knowledge in the underlying mechanisms so that the parameters to play on are not precisely identified. In this programme of European dimensions, the process of degradation of the mechanical energy into heat during friction and impacts have been studied.

An extensive experimental programme is presented to this end. The mechanisms of dissipation of the mechanical energy into heat during friction has been studied with rubbing machines in which a slider equipped with temperature sensors rubs against a rotating wheel. For impacts, a new device has been developed using a special “air driven cannon” to propel a projectile accurately up to 50 m/s onto an inclined target. A very significant effort has been reserved to the investigation of the ignition mechanisms, not only for ATEX but also for dust accumulations.

Some “simple” modelling is proposed on purpose of practical applications. For frictional situations, a critical rubbing power is calculated without any limitations about any lower boundary concerning the rubbing velocity. For “impacts”, the relevant parameter for ignition is not the kinetic energy of the projectile but its velocity and the nature of the materials.     

高层建筑火灾风险评估中一种具有置信度和方差的权系数

对评估中的权系数引入置信度和方差两个概念 ,为权系数提供更多的信息 ,便于决策者采用 ;针对作者在香港所作的高层建筑火灾风险因子评估系数 ,得到 16个风险因子的带置信度和方差的权系数 ,为火灾风险评估提供重要依据     

建筑火灾评估及双重性分析

本文利用火灾危险性评估的原理，对火灾科学国家重点实验室的五层模型楼进行了初步的火险评估。确定性模型采用区域模拟的计算方法，并综合考虑了随机性因素。结果合理，对于建筑火灾的火险评估具有很好的参考价值。     

火灾风险评价的随机过程模型

运用事故树分析法和随机过程的马尔克夫模型，建立了评价火灾风险的动态模型．运用该模型能够计算某一系统特定地点起火后风险机率的时间分布，并能够指导消防设计和消防管理。     

火灾风险等级评估的专家软件系统建设的探讨

目前 ,我国在火灾风险等级评估的专家软件系统建设方面的研究较少 ,笔者在该方面进行了研究和探索。在简要介绍了国内外对火灾风险等级评估专家软件系统的研究现状的基础上 ,阐述了火灾风险等级评估的相关概念 ;提出了一套建立火灾风险等级评估专家软件系统的思路 ;然后从人工智能的角度出发 ,综合考虑火灾风险等级评估的特殊性 ;设计了基本的火灾风险等级评估认定专家系统的结构 ,并讨论了如何建设该专家软件系统。该探索结果所提出的建设火灾风险等级评估的专家软件系统的思路和方法可为相关研究工作提供参考。     

高层建筑火灾风险的概率模糊综合评价方法

火灾风险评价是减小和控制高层建筑火灾的基本手段。目前 ,高层建筑火灾风险的评价方法很多 ,但是很少有将概率方法与模糊评价方法相结合进行火灾风险评价的。笔者基于对高层建筑火灾风险因素的综合分析 ,建立了高层建筑火灾风险的概率模糊综合评价模型 ,并以具体的工程实例 ,论述了该数学模型在高层建筑火灾风险评价中的应用 ,目的在于为高层建筑火灾风险评价方法的研究提供一种新的尝试 ,为采取合理的火灾防治技术措施在理论上、方法上提供有益的指导。     

基础研究与林火实践

通过介绍森林火灾的双重性分析森林火灾的几个典型现象,探讨了如何对森林火灾进行基础研究和模拟实验。并从着火过程,林火行为,阻炎林带的阻火机理三个方面论述了基础与林火初中之间的关系。