地铁区间隧道烟气层化现象研究

以重庆某一地铁区间隧道为原型,搭建了1∶15小尺寸隧道试验台,通过小尺寸试验与FDS 6.5.2数值模拟开展隧道顶部烟气温度分布及分层规律研究。基于Newman提出的烟气层分区条件,研究了不同纵向风速下的烟气分层现象,提出了烟气稳定层化长度的概念,并分析了火源热释放速率及断面型式对烟气层化长度的影响。试验证明了Newman提出的烟气分层计算方法是可信的。结果表明:纵向风速较小时,火源下游能呈现烟气分层现象;烟气稳定层化长度受火源热释放速率影响较大,随热释放速率增大而增大;隧道高度的变化对烟气稳定层化长度的影响较小。     

火灾条件下中长隧道限制风速的确定

在公路隧道火灾中,限制风速控制烟气逆流长度的同时可保持烟气稳定分层,有利于排烟和救援疏散。以南京市富贵山隧道为实例,利用FDS软件建立火源功率为3 MW,纵向风速为1. 4,1. 6,1. 8,2. 0m/s条件下的隧道模型,分析不同纵向风速下,隧道内顶棚下不同位置和人体特征高度2. 0 m平面处的温度分布规律。结果表明:风速为1. 4 m/s时烟气逆流长度超过30 m,其他风速时的逆流距离均在允许范围内;风速为1. 4,1. 6,1. 8,2. 0 m/s时均可保持烟气稳定分层,且在2. 0 m平面内,火源上游范围内出现的最高温度低于人体平均耐受温度。因此,提出此隧道的限制风速1. 6 m/s≤v 2. 2 m/s时,能够保证烟气层稳定分布,为人员安全疏散提供有利条件。     

高浓度沼气流在矿井风流中的稀释过程的研究

研究了煤矿高浓度沼气排放中沼气与风流的混合、稀释过程；分析了平衡浓度的计算；通过实验室模拟实验，确定了湍流情况下混合长度的经验公式；导出了描述沼气浓度场的对流扩散方程，并应用一维解描述沼气浓度的沿程变化规律。从而达到安全、有效地排放高浓度沼气，防止了瓦斯爆炸事故的发生。     

侧部点式排烟模式下烟气分层特性研究

引入烟气掺混影响长度的概念,针对侧部点式排烟模式下不同火灾热释放速率、排烟流量等变化条件,对烟气层厚度、烟气层温度及水平流动速度随烟气水平蔓延的变化情况进行了数值模拟研究。结果表明:烟气掺混影响长度与排烟流量成正比例增长关系;排烟流量较小时,烟气存在明显分层,随着排烟流量的增大,烟气层与冷空气层剧烈掺混,烟气层变得紊乱,看不到明显的分层现象;同一纵向条件下排烟口附近上层烟气层的流速值随排烟流量增加呈现先增大后减小的趋势,不同纵向条件下排烟口外侧烟层流速较低,距离排烟口越远时,侧向排烟对烟气蔓延的抑制作用越弱;排烟流量对于烟气层稳定性的抑制作用主要集中在排烟口处及排烟口与隧道端部区段。     

露天矿边坡分层多次高压注浆机理研究及应用

通过分析劈裂注浆机理,建立了不同浆脉长度和起劈宽度的分层多次高压注浆技术浆脉作用模型,共10组,对分层多次高压注浆机理进行研究。结果表明,该注浆方式可形成具有充分扩展和延展的锚固体,能够提高锚固应力影响范围并优化锚固效果。选取我国典型露天矿边坡作为应用实例,分别进行普通单次常压和高压注浆、分层2次和4次高压注浆,并通过拉拔试验验证效果,得知分层4次高压注浆相对于常规注浆有更高的最大拉拔力,与数值模拟结果相符,说明该注浆方法能够有效地提高锚固体的作用效果,具有经济、高效、稳定性强的特点,为露天矿边坡加固提供了新的思路和方法。     

开采沉陷对矿区地表裂缝的采动累积效应分析

基于开采沉陷学和岩石力学理论分析矿区地表裂缝的采动累积效应。采用概率积分法、胡克定律和莫尔-库伦破坏准则等方法描述并量化地表拉伸裂缝的采动累积效应表征指标,提出了采动裂缝时间拥挤效应和采动延迟效应表征指标及采动空间拥挤效应表征指标。对研究区地表裂缝采动时间拥挤效应的实地观测与数值模拟分析结果表明,上下分层动态裂缝持续时间和永久裂缝显现时刻与地表移动活跃期吻合;采动空间拥挤效应分析结果表明,采动裂缝水平延伸长度、宽度和深度均比永久裂缝小,下分层开采裂缝比上分层发育,下山方向比其他部位裂缝发育。     

城市管道天然气在土壤中泄漏扩散实验研究

天然气在土壤中扩散行为的实验研究对埋地管道泄漏点的科学定位及泄漏事故的预防具有重要意义.采用全尺度气体泄漏实验系统,模拟真实埋地管道泄漏场景,对泄漏后的天然气在土壤中的扩散对流过程进行实验研究.基于自行研制的气体检测与数据采集系统和GasClam地下气体在线监测仪,分析天然气在土壤中的对流扩散规律.结果表明:埋地管道泄漏后天然气在土壤中的对流扩散过程可以分为4个阶段:孕育阶段、陡然增长阶段、缓慢增长阶段和稳定阶段,其浓度随泄漏时间的变化过程符合S型曲线特征.天然气扩散至检测点所需时间与距泄漏口距离呈现近似的幂指数关系.当检测点位于泄漏口附近区域时,泄漏压力起主导作用.当检测点位于远离泄漏口区域时,泄漏量起主导作用.     

低风速测量中热线风速计的正确使用

热线风速计的优点之一是它能够测量极低的风速。这个特性对于测量边界层、速度场和气象参数非常有用。可是,在低风速中为了取得准确的测定值,必须正确使用热线风速计。热线风速计用于测定极低风速的基本问题是自由对流和强迫对流之间的互相影响。曾用自由对流与强迫对流方向一致和方向相     

矿井巷道对流换热系数的现场测定

对流换热系数是计算围岩壁面与风流之间热交换量的重要参数。根据矿井风流与围岩热湿交换理论,提出测算井下巷道平均对流换热系数的方法。并在现场进行实测,通过对实测结果的回归分析,得出U型钢支护、断面形状为半圆拱以及工字钢支护、断面形状为梯形的巷道平均对流换热系数的简化计算式。并且当风速一定时,U型钢支护、断面形状为半圆拱的巷道平均对流换热系数值比工字钢支护、断面形状为梯形的要小;在这两种巷道条件下,其平均对流换热系数都随平均风速的增加而增大。     

湿润剂溶液在硫化矿矿尘中的反向湿润行为研究

采用毛细管反向渗透湿润实验方法,研究了两种阴离子型湿润剂对两种硫化矿矿尘的反渗长度与反渗时间的关系.在实验中,环境和溶液的温度不高(20℃左右),所选的两种湿润剂对硫化矿矿尘都具有一定的改善湿润效果作用,试剂A比试剂B稍好.在反渗长度1 cm内,其反渗长度与反渗时间接近线性关系;反渗长度增大,其反渗长度与反渗时间近乎成抛物线的关系.研究结果显示,用毛细管反渗湿润法研究湿润剂对硫化矿矿尘的湿润行为时,反渗时间与反渗长度的关系基本可用Washburn方程描述;但除了方程中所含的参数外,还存在着诸多的影响因素,如几何条件、矿尘的物理化学性质、湿润剂的种类和浓度梯度等.     

循环流化床壁面对流传热系数冷态测定方法北大核心

主要开展冷态循环流化床壁面对流传热系数测定的试验研究,该研究方法有利于观察分析和传热系数的简化测定。通过内置循环热水的金属铝板替换有机壁面,在不同的物料及不同的风量工况下研究铝板壁面对流传热系数的变化规律。通过定性对比分析,提出平衡传热过程中优化粒径范围与主床风量范围,为进一步有效地测定对流传热系数提供测定方法。     

货物纵向装载最小长度的理论探讨与分析

货物装载对货物本身与装载车辆的安全非常重要.货物装载的长度问题是货物装载安全的重要问题之一,对运输具有重要的影响.为了解决货物装载的长度问题,以车辆的弯曲力矩为工具,对装载货物车辆进行力学模型分析,最终得到货物装载最小长度的数学公式.     

循环流化床壁面对流传热系数冷态测定方法

主要开展冷态循环流化床壁面对流传热系数测定的试验研究,该研究方法有利于观察分析和传热系数的简化测定。通过内置循环热水的金属铝板替换有机壁面,在不同的物料及不同的风量工况下研究铝板壁面对流传热系数的变化规律。通过定性对比分析,提出平衡传热过程中优化粒径范围与主床风量范围,为进一步有效地测定对流传热系数提供测定方法。     

一起SHL7-0.7/115/70-AⅡ锅炉对流管束爆管事故原因分析及预防

阐述了水管锅炉对流管束爆管原因的分析以及相应的预防办法.     

饱和非饱和分层土壤中铁离子运移试验

建立了由黏土、砂壤土、细砂组成的饱和非饱和分层大型土槽试验模型,以研究铁离子在饱和非饱和分层土壤中的迁移规律.结果表明,铁的迁移转化规律与分层土壤的分布顺序密切相关.同一时刻同一水平面上的点,离污染源越远,质量浓度越低;同一竖直剖面上的点,从上至下,质量浓度越来越高.铁在细砂、砂壤土、黏土中的迁移能力依次递减.水力梯度2.5％的条件下,铁在细砂层、砂壤土层、黏土层中运移1 m分别需要1 224h、2200 h、3605 h.     

基于传热分析的林火蔓延特性研究

计算了水平流动的热烟气与大乔木、小乔木、灌木主干及大乔木树叶间的强制对流传热；垂直上升流动的热烟气与各类林木的纵向自然对流、纵向强制对流传热；以及烟气对各类林木的辐射传热。分别比较了它们的热流密度和总换热量。讨论了烟气流速、温度、林木尺寸等因素对换热的影响。在此基础上，对不同林木的火险特性进行了预测。     

垃圾渗滤液溶质运移的机理及数学模型

卫生填埋法是我国目前城市生活垃圾处理的主要手段.填埋法处理城市生活垃圾会产生大量污染物浓度高的渗滤液,若不加处理则会对周围环境水体产生二次污染,危害极大.为了控制和治理垃圾渗滤液,就需要对垃圾渗滤液的运移规律进行研究.以垃圾降解的生化反应机理为基础,综合考虑对流、弥散、扩散、吸附和有机物生物降解等作用,建立了垃圾渗滤液溶质运移的对流-弥散模型,并对其一维数学模型进行解析求解.     

温度分层环境下火灾烟气羽流上升高度公式分析

对小尺度空间温度分层环境下柴油有焰火及棉绳阴燃火烟气运动进行了实验和数值模拟.结果表明,在分层环境下,烟气与环境空气温度差造成的浮力在某一高度消失并转为负值,致使烟气停止上升而向横向扩展.Morton积分公式低估了烟气羽流上升的最大高度,且在相同出口条件及分层环境下,柴油烟雾比棉绳烟雾下降趋势快,上升高度小,其原因在于积分公式中自相似卷吸及烟气为空气假设.引入烟气密度修正系数和自相似修正系数,对Morton公式进行了修正和讨论.     

送风速度对置换通风热力分层影响的研究

用热力分层理论及CFD数值模拟两种方法,来研究送风速度对置换通风热力分层的影响,并将所得结果与模拟结果进行了对比分析。结果表明,随着送风速度的增大,热力分层高度增加;由于热力分层处存在一个极不稳定的过渡层,所以两种方法得到的热力分层高度存在相对误差,同时提出人处于坐姿时热力分层高度的最低值,建议取热力分层高度Z≥1.35 m。     

冷冻堵漏法在危险化学品泄漏事故中的应用

为了研究液化气体泄漏冷冻堵漏的堵漏机制,运用流体力学、传热学等知识对液化石油气（LPG）储罐（槽罐）泄漏时泄漏口处产生局部低温的现象进行了研究,探讨了LPG液相泄漏和气相泄漏2种不同泄漏形式的低温效应。结果表明:液相泄漏时,泄漏口处温度下降程度与泄漏口面积成正比,且随着罐体内部压力的减小而减弱,推导出喷水冷冻堵漏的成冰时间公式;气相泄漏时,对罐内压力与温度的平衡关系进行模拟并建立了数学模型;发现由于LPG气、液相之间对流换热和汽化吸热效应的差异,导致液相与气相之间的温度差,此温度差是罐体外壁产生结霜分层现象的主要原因。