干水材料对小麦淀粉火焰抑制的研究

为探究干水材料对淀粉云燃烧的抑制性能,采用小尺寸竖直管道燃烧系统和高速摄影仪系统进行试验。通过分析小麦淀粉云火焰形态、火焰温度及火焰传播速度的变化,研究干水材料对不同质量浓度的小麦淀粉云燃烧的抑制机制及抑制效果。研究表明:干水材料的惰化抑制主要表现为干水材料中水的汽化吸热作用和疏水性气相纳米二氧化硅的隔热作用;干水材料能减弱小麦淀粉云火焰的传播速度,降低火焰的最高温度;干水材料的抑制效果随粉尘云质量浓度的增高先提升后降低,当粉尘云质量浓度为400 g/m~3时,抑制效果最好。     

外墙保温材料在火灾中的燃烧现象小尺寸实验研究

利用外墙保温材料的小尺寸燃烧实验来研究外墙保温材料在火灾过程中的燃烧特性,分析总结外墙保温材料在火灾过程中的燃烧现象.建立外墙保温材料火灾实验模型,对外墙保温材料火灾实验的实验方法以及数据测定方式进行了介绍.采用不同阻燃性质的保温材料,研究阻燃成分阻止竖向燃烧的效果.观察不同的保温材料在燃烧过程中的点燃性能.根据材料的阻燃性能、点火位置、固定方式的不同,总结燃烧痕迹的变化规律.分析非阻燃材料在燃烧的过程中的熔滴生成,发现产生的熔滴对未燃保温材料的点燃现象.观察不同的保温材料在燃烧过程中的烟气生成及烟气层的形成.通过小尺寸火灾试验的方法来研究建筑外墙保温材料火灾的特性,提出使用阻燃型外墙保温材料的必要性.     

二硫化铁(FeS2)纳米颗粒对聚苯乙烯(PS)热稳定性和燃烧性能的影响

采用熔融共混法制备聚苯乙烯(PS)/二硫化铁(FeS2)纳米复合材料研究FeS2对PS热稳定性和燃烧性能的影响。扫描电镜(SEM)结果表明FeS2能够很好地分散在PS基体中。热重分析(TGA)的数据显示,FeS2可以显著地提高残余炭量。锥形量热仪(CONE)结果表明,FeS2可以改变PS的分解,从而在复合材料的表面上形成炭层,导致燃烧和烟气方面的参数有效降低,如热释放速率(HRR)、总热释放(THR)、烟释放率(SPR)、烟释放总量(TSR)、平均质量损失速率(AMLR)和平均烟消光面积(ASEA)等。此外,极限氧指数也得到了提高。拉曼(LRS)的结果证实了残余炭中有石墨碳的存在,热降解过程中石墨碳的形成有利于对热扩散的抑制,从而改善了PS的热稳定和燃烧性能。     

酒精在纤维和泡沫地面材料表面燃烧痕迹特征研究

为研究"无痕"助燃剂在火灾现场的燃烧痕迹,选用涤纶地毯和乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)拼图地板作为纤维和泡沫类地板的代表,以工业酒精作为易挥发助燃剂的代表,研究助燃剂用量、灭火方式等对燃烧痕迹形成特征规律的影响。通过与未加载助燃剂的燃烧痕迹对比发现,加载工业酒精后,纤维类地毯因浸润性强、热稳定性差,燃烧轮廓以典型的灰化形式存在,往往形成烧洞;EVA拼图地板材料则出现圆润的燃烧轮廓,轮廓内部的炭化物细碎,表面有典型的白色鼓泡,酒精用量增加时,鼓泡更多更紧密,与地面的粘结更为紧密;灭火射水,特别是燃烧过程中的射水对燃烧痕迹具有较大的破坏作用,但是熄灭后的射水不会将与地面紧密粘结的可燃地面材料的熔融炭化物冲离地面。     

干水在热环境中的持续作用效果研究*

为研究干水对建筑火灾中高聚物燃烧产生的热危害和烟气危害的影响,采用火焰传播量热仪（FPA）模拟建筑火灾扑灭后的持续热环境,对灭火过程中过量施加的干水对可燃高聚物的持续作用效果进行研究。结果表明:干水能够明显提升可燃物的抗复燃性能以及削弱燃烧过程中的热危害和烟气危害;相比于纯燃料,干水作用下可燃物的点燃时间出现明显的延迟,并且热释放速率和一氧化碳生成速率明显降低,尤其在可燃物燃烧初期,干水还具有显著的抑制烟气生成速率的效果。研究结果可为灾后消防人员的搜救和被困人员的逃生提供一种新的技术方案。     

聚苯乙烯装饰材料燃烧烟热特性研究

聚苯乙烯(又称PS)装饰材料因其价格低廉、易成型、性能优良的特点,广泛应用于各类建筑、车辆中,地铁路线建设过程中的路基填压、隔热防水、防冻处理等方面都需要用到大量的聚苯乙烯材料。为了充分了解聚苯乙烯材料燃烧烟热特性,以PS装饰材料作为研究对象,利用火焰传播量热仪和YQR烟气测试平台,通过燃烧环境的改变,研究PS装饰材料的点燃特性和燃烧烟热特性。试验发现,PS装饰材料的热响应参数为61.3 s~(-1/2)。在FPA试验条件下,空气流速增加对PS的pHRR和SPR起初均有促进作用,但是空气流速达到一定阈值后,对pHRR和SPR具有降低作用;空气流速对PS的THR的影响较小,但是对PS的烟气释放总量影响较大。PS属于易燃材料,燃烧热高达28.4 MJ/kg,其在燃烧中放出大量烟和热,烟气成分中CO为主要有害气体,在做PS烟气防护时应重点考虑CO的防护。     

卧式内燃煤粉锅炉预燃室的鼓包变形分析

针对一起卧式内燃煤粉锅炉的预燃室顶部鼓包变形的案例,本文从预燃室钢板材质和锅炉运行状况进行了综合分析,并采用Fluent软件对预燃室内煤粉的燃烧工况进行了数值模拟。结果表明:造成鼓包变形的原因是燃烧器燃料喷管弯曲变形,燃烧器火焰偏离预燃室轴向方向,预燃室局部长期超温运行,钢板过热,材料劣化,导致材料的室温强度、高温强度、持久强度及硬度大幅下降,在外压作用下,钢板屈服变形,形成鼓包。     

载流雾化水惰化甲烷空气预混气体特性实验研究

设计了预混气体载流雾化水惰化和抑制燃烧管实验台,对层流火焰的燃烧速度、稳定性及拉伸变形规律进行实验研究,分析了雾化水抑制和熄灭层流预混火焰的过程和机理,获得了雾化水惰化爆炸极限内甲烷和空气预混气体的特性。研究结果表明:浓度为7%的甲烷和空气预混气体,最小惰化雾化水通量为20.8ml/(m2.min);对于浓度为9%的甲烷和空气预混气体,最小惰化雾化水通量为32.9ml/(m2.min);对于浓度为11%的甲烷和空气的预混气体,最小惰化雾化水通量为44.6ml/(m2.min)。研究成果为雾化水熄灭甲烷火焰和抑制甲烷爆炸具有一定的指导意义。     

PFC-APG-SA水成膜泡沫防治油液储运火灾实验研究

为有效防治油液在储运过程中易发生火灾问题,针对油液储运火灾特点,研发1种PFC-APG-SA水成膜泡沫材料。基于发泡性能、表面张力、pH值和抗烧性能,对复配的8种水成膜泡沫液开展性能测试实验,优选出最佳配方。结合分子动力学模拟,探究复配表面活性剂在模拟体系界面中分子排布作用的微观机理。研究结果表明：新型水成膜泡沫液发泡倍数为9.5,泡沫形态稳固,表面张力为17.521 mN/m,抗烧时间约为784 s,用量小且可以有效抑制油液燃烧;在分子动力学模拟中,复配的表面活性剂分子在油表面排列更为紧密,与油之间的相互作用能绝对值为8 210.238 kJ/mol,相互作用强且结构稳定。研究结果可为水成膜泡沫在油液储运火灾防治中的应用提供一定参考。     

细水雾抑制熄灭木材火焰的小尺度实验研究及简化模型

细水雾灭火技术以其环保性好、灭火迅速、耗水量低、破坏性小以及适用面宽等特点 ,已成为国际火灾领域关注研究的热点。以此为工程背景 ,开展了细水雾抑制熄灭木材火焰的小尺度模拟实验研究。利用热电偶测温系统、数码摄像机等仪器测量了细水雾作用前后燃烧场的变化特征。结果表明 :预燃时间、喷雾气压、细水雾作用时间等参数对灭火过程有显著影响。细水雾抑制熄灭木材火焰的主要机理是燃料表面冷却效应。从传热的角度建立的木材表面冷却模型与实验结果吻合较好     

热力管加热桥面抗冰融冰试验研究

为了研究热力管加热桥面抗冰融冰对于公路交通安全的影响,制作了尺寸为600 mm×600 mm×380 mm的桥梁试件,在人工环境室对热力管融冰进行了模型试验。结果表明:试件上表面温升速率和融冰时间取决于热力管间距、隔热层、风速、环境温度和热力管外表面温度。在相同工况条件下,100 mm间距的热力管融冰能力要大于150 mm间距的热力管,无隔热层时,100 mm间距热力管向上传递的热量占总加热量的13.4%,融冰时间为211 min;150 mm间距热力管向上传递的热量占总加热量的18.3%,融冰时间为271 min。在热力管层下面铺设厚度为2 mm、导热系数为0.062 W/（m· K）的隔热材料后,100 mm间距热力管向上传递的热量占总加热量的46.9%,融冰时间为175 min;150 mm间距热力管向上传递的热量占总加热量的51.9%,融冰时间为161 min。热力管层铺设隔热材料可有效阻止热量向下传递,从而缩短融冰时间。     

PPH (potassium polyacrylate & hectorite) composite materials – A new fire accident emergency method for thermal protection of adjacent tanks

When a chemical tank fire happens in a storage area, it is very important to protect adjacent tanks so as to decrease fire accident losses. In this paper, a new thermal protection method was put forward based on a PPH (potassium polyacrylate & hectorite) thermal insulation composite material spraying on an adjacent tank under fire. Firstly, the PPH material was prepared successfully by a polymerization reaction of potassium acrylate, hectorite, NaHSO₃ and (NH₄)₂S₂O₈. Secondly, thermal insulation performance of the PPH material was characterized by heat transfer process at high incident heat flux using cone calorimeter. The results show that thermal insulation performance of the PPH material is affected by a content change of (NH₄)₂S₂O₈, NaHSO₃ and hectorite in formulations. The content of (NH₄)₂S₂O₈ 0.14 wt%, NaHSO₃ 1.38 wt% and hectorite 1.4 wt% was an optimum formulation ratio to obtain best thermal insulation performance. Finally, possible thermal insulation mechanisms of the PPH material were presented using SEM, TG and TG-IR techniques. One of the thermal insulation mechanisms is the incident heat flux absorbed by water evaporation from the PPH material. Another is the thermal protection of the char formed from the PPH material at high incident thermal radiation, which can prevent heat and mass transfer.     

Heat Gain From Thermal Radiation Through Protective Clothing With Different Insulation,Reflectivity and Vapour Permeability

The heat transferred through protective clothing under long wave radiation compared to a reference condition without radiant stress was determined in thermal manikin experiments. The influence of clothing insulation and reflectivity, and the interaction with wind and wet underclothing were considered. Garments with different outer materials and colours and additionally an aluminised reflective suit were combined with different number and types of dry and pre-wetted underwear layers. Under radiant stress, whole body heat loss decreased, i.e., heat gain occurred compared to the reference. This heat gain increased with radiation intensity, and decreased with air velocity and clothing insulation. Except for the reflective outer layer that showed only minimal heat gain over the whole range of radiation intensities, the influence of the outer garments’ material and colour was small with dry clothing. Wetting the underclothing for simulating sweat accumulation, however, caused differing effects with higher heat gain in less permeable garments.     

防火型家用救生舱舱体热环境与结构优化研究

为优化防火型家用救生舱舱体隔热设计,提出了适用于火灾工况的多重绝热结构设计方法,采用数值模拟和实验的方法研究了防火型家用救生舱舱体的温度分布,分析了12种不同围护结构形式下舱体的绝热保温性能,获得多重绝热结构的最优厚度及绝热材料的最优配比。研究成果可为防火型家用救生舱的隔热设计提供一定的理论支撑和工程设计参考。     

变压器油池火燃烧规律的实验研究*

为对变压器油池火灾进行准确有效的灭火,研究不同尺寸和不同厚度下变压器油的火灾动力学特征和基本燃烧特性,具体分析变压器油的燃烧过程和变压器油燃烧速率、火焰温度以及辐射热流随油池直径以及厚度的变化规律。结果表明:整个油品的燃烧过程分为预热燃烧阶段、稳定燃烧阶段和火焰熄灭阶段。对于厚度大于10 mm的油池燃烧,稳定阶段的燃烧速率与油层厚度无关,稳定阶段的燃烧速率随着油池直径的增加而增加。同时,变压器油火灾连续火焰区温度接近750 ℃。对于稳定燃烧阶段下的变压器油燃烧,基于辐射通量可得出在燃烧过程中,辐射热量占总燃烧热的占比约为1/3。研究结果可丰富变压器油燃烧的基础数据,为变压器火灾的灭火提供参考。     

BVR多芯铜导线过电流故障下燃烧及火焰传播研究*

为深入研究BVR多芯铜导线过电流故障下燃烧及火焰传播特征,采用堆栈技术分析导线受热形变,并利用高速摄像机记录故障导线发热、熔断及绝缘燃烧现象,研究导线发热形变、熔断时间及燃烧时火焰传播速度与电流值变化关系。结果表明:当I=136 A时,导线不发生熔断,只有当高温线芯直接接触周围可燃物才可引发火灾;当I=153 A时,导线会发生熔断现象,且熔断时间随过电流值升高而缩短;当I=204 A时,导线发生熔断,断路电弧引燃周围热解气体,火焰前沿迅速蔓延至导线两端,平均火焰前沿传播速度达2.2 m/s,平均明火持续时间达8.2 s,整根导线无需外界可燃物即可发生明火燃烧。研究结果可为起火原因认定提供技术指导。     

外墙保温材料数值模拟研究

根据外墙保温材料具体的工程参数为依据,对挤塑型聚苯乙烯(XPS)、膨胀型聚苯乙烯(EPS)和聚氨酯(PU)三种材料的燃烧参数进行设定,设定火源为从窗口喷射而出的火焰,运用FDS软件进行数值模拟与分析。经过模拟发现:外墙保温材料在竖向燃烧中,火焰前锋高度呈现抛物线式增长,y=at2+bt+c,前期增长迅速,后期逐渐平稳。火焰前锋速度按照线性变化,vp=αt+β。在整个燃烧过程中,火焰前锋速度平稳的降低。XPS板导热系数最好,各测点的温度上升最慢,EPS板蓄热系数最好,所以其温度曲线最为平稳。