直升机蒸气循环制冷系统技术现状与展望

笔者主要从舱内环境控制方面 ,分析了高温对直升机飞行安全的影响 ,指出了直升机安装制冷系统的必要性 ,同时对国外现役直升机采用的两种制冷系统即蒸气循环制冷系统与空气循环制冷系统进行了性能对比。在此基础上 ,提出我国发展直升机制冷系统的主推方案是蒸气循环制冷系统 ,并对我国进行直升机蒸气循环制冷系统研究的技术关键和发展方向给予展望 ,为我国开展此领域的科学研究和技术创新提供一定的技术储备。     

油池边沿高度对池火燃烧特性影响的实验研究

研究了油池边沿高度(h)对池火燃烧特性的影响,开展了内径(d)为10 cm的不同h和不同油盘材料(石英、不锈钢、铝和铜)的正庚烷池火实验。结果表明,正庚烷池火的燃烧速率、火焰高度和脉动频率均随着边沿高度的增大而减小,且随着油盘材料的热导率增大,边沿高度的影响逐渐减弱。基于量纲分析分别修正了火焰高度和脉动频率模型,结果能够较好地符合实验值。     

“2.20”鞍钢重型机械铸钢厂喷爆重大事故原因分析

2012年2月20日鞍钢重型机械制造有限公司铸钢厂发生了一起中国有史以来最严重的砂型喷爆事故,事故现场造成13人死亡,6人重伤,11人轻伤。通过现场勘查和调阅监控录像,对该起事故发展过程进行了详细分析。认为可能的原因是地坑防水层失效,墙壁裂纹渗水导致砂床底部积水,在钢液浇注后,积水遇熔融钢水迅速汽化,蒸汽急剧膨胀,压力骤增 ,导致了喷爆事故。利用能量守恒定律,近似推算了喷爆事故所需水量,进一步证明由于少量渗水导致该起事故的可能性     

水蒸气引起感烟火灾探测器误报研究

针对水蒸气这种典型的火灾探测误报源．在自行研制的火灾探测综合模拟实验平台中,通过收集水沸腾形成的水雾模拟水蒸气干扰源,研究了冬季与夏季,即不同环境温度务件下,水蒸气对散射型光电感烟火灾探测器的误报影响。通过比较感烟火灾探测器的输出值与其附近湿度变化曲线,分析了误报发生的原因。结果表明在气温较低的冬季,水蒸气较易形成液态小水珠,容易导致感烟火灾探测器误报;而在夏季由于气温较高,这种误报不易发生。     

空腔及其耦合水袋抑制瓦斯爆炸实验研究

为探索一种新型瓦斯抑爆技术,设计宽径比分别为1.5,2.5,4的矩形空腔体,并基于自行搭建的长36 m,管径为200 mm的大型瓦斯爆炸实验系统,通过在管网中铺设不同宽径比空腔体结构开展抑爆实验。此外依托支护简单的宽径比为2.5的空腔体,在腔体内填充不同质量水袋开展实验,以期进一步提高空腔体抑爆性能。结果表明:对于长径比为2.5、高径比为1的空腔体在实验宽径比范围内均能在一定程度上抑制瓦斯爆炸强度;随着腔体宽径比的增加,截面面积变化率增大,火焰及冲击波超压峰值衰减幅度越大,抑爆效果越佳;空腔耦合抑爆剂水能提高腔体的抑爆效果,在实验范围内较纯空腔可使火焰抑制率最大提高70%,超压峰值抑制率最大提高263%。     

受限空间水幕隔热阻烟性能的试验研

为了研究消防水幕衰减火灾热辐射和阻隔火灾烟气蔓延的隔热阻烟特性,基于搭建的3 m× 3 m × 2.5 m（长×宽×高）小尺寸试验平台,开展大量实体火灾试验,研究水幕作用下空间温度分布特性以及烟气运动规律,并重点分析了喷头压力和喷头类型2种参数对水幕隔热阻烟性能的影响。结果表明:实施水幕分隔对火灾上层高温烟气具有明显的降温作用;实施水幕能够有效阻止火灾烟气的前期扩散;喷头压力越大,水幕的隔热效率越高,当喷头压力增大至0.6 MPa时,水幕的隔热效率可达70%以上;使用ZSTWC撞击式水雾喷头比ZSTM-AT式扇形水幕喷头更有利于形成均匀分布的水幕断面。     

基于气压监测的外浮顶储罐火灾报警系统研究

目前,外浮顶储罐的火灾报警系统是采用光纤光栅火灾报警系统。但是,考虑到光纤光栅火灾报警运行费用高和存在报警盲目的缺点,研制了基于气压监测的外浮顶储罐火灾报警系统。针对不同型号的感温探头,开展了火灾报警系统火灾报警响应时间和报警温度实验,分析了火焰距离、热熔管管径以及管壁厚度与对火灾报警响应时间和报警温度的影响。实验结果表明:随着火焰距离的增大,报警响应时间增长;相同火焰距离条件下,随着感温热熔管直径的增大,报警响应时间增长,报警温度升高。Φ6热熔管的火灾报警温度为116.8℃,Φ8热熔管的火灾报警温度为129.1℃,Φ10热熔管的火灾报警温度为156.7℃。     

乳化炸药高压热分解试验研究

为分析压力在乳化炸药泵送事故中的影响,运用高压加速量热仪对乳化炸药、硝酸铵和含有10%水分的硝酸铵样品热分解特性进行研究。结果表明:压力对于乳化炸药,硝酸铵和含有10%水分硝酸铵样品的热分解有着显著的影响,压力条件下虽然起始分解温度基本没有变化,但是样品反应速率有了显著的升高,导致放热量增大。水分的存在阻碍硝酸铵的热分解,在乳化炸药配方中适当增加水份含量可以提高乳化炸药生产安全性。分析认为相比于温度,压力对于泵送事故的影响更为关键。     

细水雾幕衰减热辐射的数值模拟研究

针对现有防火分隔技术的不足,以细水雾幕作为新的防火分隔技术,开展了不同细水雾幕雾特性对衰减热辐射影响的数值模拟研究。通过建立长通道模型,在火源和被保护物体中间设置细水雾幕系统,测量有无细水雾幕及不同细水雾特性条件下被保护侧温度及热辐射强度值,来定性定量研究细水雾幕衰减热辐射的效率。模拟结果表明:细水雾幕可以很好的降低被保护侧空间的温度和热辐射强度;衰减热辐射效率随雾滴粒径的减小,喷雾流量的增大,喷头排数增加而增大;另外,其衰减热辐射效率与喷头布置方式有关,上喷方式明显优于下喷方式。研究结果将对现有防火分隔技术的改善提供帮助和技术支持。     

热污染及其防治

对热污染状况进行了介绍.概括了热污染的危害,包括危害人体健康、影响全球气候变化、污染大气、污染水体、加快水分蒸发、增加能量消耗等.分析了热污染的原因,自然气候的异常变化和人为因素是热污染产生的两大原因.最后提出了几点防治热污染的措施.     

一种新型煤层气旋转控制头旋转总成的温升影响因素分析

可靠有效的冷却润滑系统是旋转控制头安全、高效工作的保证。结合现有成熟技术,设计出一种集冷却润滑系统与旋转总成为一体的新型旋转控制头。为确保其旋转总成冷却润滑的要求,建立1/2实体三维数值模型,分析了密封井压、钻杆转速、井口偏心距对其温升的影响。结果表明:三影响因素均是旋转总成温升的主要因素,随三者的增大旋转总成的热平衡最高温升呈非线性增大,但在其运转所允许的温升范围内;三影响因素对旋转总成的动密封系统温升的影响最为明显,说明动密封系统是旋转总成的主要热源点;井口偏心距的增大较另外两种影响因素的增大,对旋转总成的热平衡最高温升值影响更大,进一步证实了旋转控制头安装过程中减少井口偏心距的重要性。     

大质量熔融铝液遇水爆炸效应评估

为揭示蒸汽爆炸灾害形成机制,建立了大质量熔融铝液遇水自触发爆炸反应模拟装置。根据反应特征和破坏程度,熔融铝液遇水爆炸反应可分为柔和爆炸、剧烈爆炸与猛烈爆炸等3种类型;基于爆炸相似准则,定量化描述了爆炸反应的冲击波破坏效应;热效应则来自冲击波绝热压缩和产物热交换耦合作用;从热力学角度来看,铝液与容器底面夹裹形成过热亚稳态水,可认为是爆炸反应的触发源。     

蒸汽直埋管道结构型式的改进与应用

蒸汽直埋管道的安全与节能技术近年来日趋成熟,但在南方高水位城市应用中还存在诸多缺陷。本文结合工程实践,针对这些缺陷进行了技术改进,并在多项工程中推广应用,取得了良好的效果。     

深水钻井热交换作用下的井壁稳定性分析

为了研究深水钻井过程中热交换作用对井壁稳定性的影响规律,建立了钻井液、钻柱、海水和地层各介质热交换作用下温度控制方程,根据热弹性理论计算温度变化对井周应力的影响,结合地层强度准则与拉伸破坏准则确定深水井壁坍塌压力与破裂压力。结果表明,钻井液循环对地层产生的冷却作用能够降低井壁坍塌压力与破裂压力,但破裂压力降低幅度比坍塌压力的降低幅度稍大。因此,尽管钻井液的冷却效果能够抑制井壁坍塌,但应注意低温度的井壁更易形成诱导缝,甚至引发地层漏失。计算结果对深水钻井作业具有指导意义。     

熔融硝盐高温分解爆炸事故后果严重度评价

为评价热处理用硝盐槽熔融硝盐高温分解爆炸事故机理和后果严重度,结合某企业铝合金件硝盐固溶热处理工艺进行研究。 利用压缩气体容器爆炸能量计算模型、超压准则和TNT当量法估算热处理用硝盐槽内熔融硝盐高温分解爆炸事故后果,得出35 000 kg熔融硝盐在高温分解转化率为50%时爆炸的TNT当量为1 257.6 kg,爆炸会造成半径53.97 m范围内的人员轻伤,该结果和利用政府推荐的危险指数法得出的外部防护距离为50 m较为接近。 以上分析计算表明:超温爆炸过程中,熔融硝盐在硝盐槽中超温分解快速产生大量气体,在硝盐槽上盖及上部硝盐的阻挡下不能及时排出,致使硝盐槽内气体压力瞬间升高,形成类似于压力容器的空间,发生物理爆炸并引发高温硝盐喷溅。     

不同通风条件下柴油池火的实验研究

为了分析不同通风条件对柴油池火燃烧特性及引燃特性的影响,进行205 mm带水垫层柴油池火的引燃实验,通过对池火燃料的质量损失速率、火焰高度、温度及热辐射等的监测,分析通风环境中柴油池火的热传递规律。结果表明:当风速为0.5 m/s时,火灾进入旺盛阶段的时间提前,火焰平均温度最高;当风速为1 m/s时,风速的增加导致油池火的质量损失速率增加,位于主火源下风向的待引燃火源获得的热辐射通量增大,火灾旺盛阶段火焰的平均温度降低,火焰高度降低,下风向相邻油盘引燃的时间提前;1 m/s情况下,205 mm带水垫层柴油池火的安全间距需增加到1D以上;通风环境对池火发展及蔓延的影响是显著的,应适当加大下风向可燃物的安全间距,合理选择通风排烟风速,优化火灾应急救援策略。     

初始温度和初始压力对气体爆轰参数影响的研究

利用已有的气体爆炸模型和包含初始压力、初始温度的气体爆轰参数的计算公式,从理论上研究初始压力和初始温度对气体爆轰参数的影响情况。使用VisualBasic语言编写计算程序,将计算值与文献值进行对比,具有较好的一致性。以甲烷-空气混合物为例,计算在98000Pa,280～400K及298K,0.1～0.5MPa的气体爆轰参数。计算结果表明,初始压力一定,混合物的爆轰压随初始温度的升高而减小,爆轰波速增大;初始温度一定,混合物的爆轰压随初始压力的增大而增大,爆轰波速基本不变;在初始温度和初始压力两个影响因素中,初始压力对混合物爆轰参数的影响明显大于初始温度。     

超大空间空气流动的数值分析

利用计算流体力学专业软件umoni 2.0对超大空间的空气流动过程进行数值模拟,分析了速度场、温度场和压力场分布规律以及送风温度和送风速度对超大空间空气流动的影响.研究发现,超大空间进风口压力为负压,并以辐射状向周围负压递增,中间区域达到最大负压,在底部中间处出现正压.进风口温度最低,并沿着射流方向递增.墙壁及超大空间底部温度明显低于中部及顶部温度,但高于进风口温度,中部和顶部温度变化不明显.进风口速度明显大于其他区域速度,且沿射流方向递减,中部回流区有两个较大的涡流.当送风速度变大或送风温度减小时,底部温度可达较低温度,制冷效果明显;而送风温度与送风速度变化对超大空间的压力分布几乎没有影响.     

热力承压部件膨胀不畅引发的失效分析及防范

本文笔者根据积累的经验,并结合具体案例,分析了三类承压部件（锅炉水冷壁、汽水管道、联箱角焊缝）因膨胀不畅引发的失效特征和原因,并提出了相应的防范和整改措施。对火力发电厂承压部件防止膨胀拉裂引起的失效有一定的参考和借鉴意义。     

矿井通风热阻力数值模拟研究

矿井风流流经井下热水、干热岩、火灾地点等局部高温区域时,风流吸收热量使其内能增加,高温风流在巷道内流动时会产生热阻力。针对如何确定井下风流加热流动时巷道内热阻力的实测范围这一问题,通过理论推导与数值模拟的方法对巷道内热阻力分布情况进行分析。由压力场的模拟结果得出风流加热流动时,所产生的热阻力不仅存在于加热区,高温风流向加热区下风侧流动时热阻力仍然存在。模拟结果表明:对于水平等截面管道,风流流经加热区时,风流速压增加,加热区内风流的静压降幅大于全压降幅;流出加热区的风流向管道出口处流动时,高温风流不断克服阻力做功,并与管道内的新鲜风流、壁面进行热交换,风流温度逐渐下降,当测定区间为加热区入口至模拟管道出口时,风流的静压降幅与全压降幅近似相等。研究结果对井下巷道、隧道及实际工程应用中热阻力的分析与研究都具有重要价值。