餐饮业烟道油垢燃烧特性及动力学模型

利用热重分析仪研究了餐饮业油烟道油垢在不同升温速率下的燃烧特性.所采用的升温速率分别为5℃/min、15℃/min和25℃/min.吹扫气体为干空气,流量为20 mL/min.结果表明,试样从常温至800℃的升温燃烧经历了第1步水分析出、第2～5步燃烧失重过程.采用Doyle和Coats-Redfern方法建立了"4阶段1级反应动力学模型",计算燃烧反应的动力学参数.并用试验热重曲线验证了模型的可靠性.研究表明,油垢燃烧失重的4个主要过程均可用简单反应动力学模型进行简化,反应级数为1;燃烧总趋势是随升温速率提高,活化能增大.     

棕垫材料的热解燃烧特性试验研究

利用热重分析仪研究了棕垫材料在火灾中的热解燃烧过程。结果表明,在升温速率为20℃/min时,空气气氛下燃烧过程表现为两步反应,在335℃和470℃出现失重峰,总失重率为95%,两阶段反应活化能分别为108.95 kJ/mol和261.15 kJ/mol;氮气气氛下热解表现为一步反应,在335℃出现失重峰,失重率为80%,反应活化能为103.24 kJ/mol。随升温速率增加,棕垫材料的起始分解温度、失重峰值温度及主阶段热解结束温度均向高温侧移动。燃烧过程中低温段活化能增大,高温段则降低;热解过程中活化能增大;反应级数不变。研究表明,棕垫材料与常见生物质可燃物具有类似的热解燃烧性能,其潜在火灾危险性值得人们关注。     

基于AT89C51的烟道火灾探测系统设计研究

针对频繁发生的饮食业烟道火灾事故,在烟道火灾发火机理及烟道沉积物燃烧特性试验研究的基础上,提出了适合于烟道环境的火灾探测系统设计方案.该系统设计方案采用单片机AT89C51为核心控制芯片,选用热电偶温度传感器为信息采集单元,以集冷端补偿电路、信号放大电路和模数转换电路为一体的具有测温精度高、可靠性高及稳定性好等优点的MAX6675芯片为信号处理模块,以及报警和液晶显示模块.烟道火灾发生时,温度传感器采集信号后经信号处理芯片送控制系统,通过液晶显示并与系统设定报警阈值对比,判断是否发出报警信号.     

污水污泥热解试验研究

研究了热解终温对污水污泥热解产物产率的影响,对污泥热解油中的轻质组分进行了分析,并初步探讨了污泥热解残渣的基本性质.研究表明,热解终温为450～500℃时,液相产物产率较高,随着热解终温的升高,热解残渣减少的趋势与液相产物增加的趋势相似;450℃时得到的污泥热解油的轻质组分中主要含有烷烃类、烯烃类、腈类、含氮杂环化合物和单环芳香烃等;随着热解终温的升高,残渣表面越来越松散和粗糙;450℃时得到的热解残渣孔容积最大,而500℃时得到的残渣微孔最为发达,比表面积值最高.     

开放和封闭空间内不同间隙的竖向电缆燃烧试验研究

为了研究封闭空间对竖向电缆燃烧过程的影响,在开放空间和封闭空间内分别进行了一系列不同间隙的竖向电缆燃烧试验。通过分析开放空间和封闭空间内不同电缆间隙的竖向电缆燃烧过程中质量损失速率,得到电缆之间的间隙对竖向电缆燃烧速率有着决定性的影响。通过对比开放空间和封闭空间内竖向电缆的燃烧过程发现,封闭空间对竖向电缆燃烧过程的影响作用存在一个临界区间,该区间的临界判据是由电缆燃烧火焰对电缆的热作用和封闭空间内烟气层对电缆的热反馈决定的。基于封闭空间内的竖向温度分布,通过分析其无量纲温度梯度,得到封闭空间内竖向电缆燃烧过程存在一个特征明显的温度过渡区域。     

基于PDF模型的镁铝合金粉尘燃烧特性试验及仿真研究

为了深入研究镁铝合金粉尘非预混燃烧特性,在传统哈特曼管基础上进行了针对性的优化改进,采用模拟试验与CFD仿真相结合的研究手段,分别从粒径、质量流量和空气湿度3个方面对镁铝合金粉尘的燃烧特性进行了详细的研究。结果表明,80μm、120μm、150μm及270μm镁铝合金粉尘的平均反应温度分别为2 349.8 K、2 253.7 K、2 167.3 K和2 094.7 K。当粉尘质量流量一定时,单一颗粒粒径越大,颗粒与空气接触的比表面积则越小,燃烧反应温度越低;镁铝合金粉尘燃烧分为富氧和贫氧燃烧,粉尘与空气质量流量比45.54∶100为镁铝合金粉尘富氧与贫氧燃烧的临界点,当空气质量流量大于粉尘质量流量10倍时,氧气与镁铝合金粉尘接触时间短,反应温度低于点火温度,不足以支撑燃烧反应进行;当粉尘质量流量大于空气质量流量10倍时,氧气含量过低,同样不足以支撑燃烧反应进行。空气湿度越大,燃烧反应最高温度越低,燃烧反应平均温度会出现先增后降的现象。研究结果可为工业生产、抛光、打磨等工序中的防燃、防爆问题提供参考依据及基础理论。     

不同倾角铜铟镓硒光伏组件燃烧行为的试验研究

为加强对于光伏组件火灾危险性的控制,进一步推动光伏建筑一体化技术的广泛应用,选择不同倾角布置的铜铟镓硒光伏组件为研究对象,改变倾斜角度,通过对引燃时间、火蔓延速度和质量损失速率等参数的测试和分析,研究铜铟镓硒光伏组件的燃烧行为及传热机制。结果表明,倾角的增大加剧了光伏组件火灾蔓延的危险性。光伏组件迎火面的引燃时间随倾角增大呈先减小后增大的变化趋势,倾角从0°增加到45°,引燃时间减少16.39%;倾角从45°增加到90°,引燃时间增加76.47%。背火面向上火蔓延速度随倾角增大而增大,倾角为90°时最大,为18.08 mm/s,横向火蔓延速度受倾角影响较小,均为1 mm/s左右;当光伏组件倾角增加,燃烧产生的熔融滴落物形成池火是造成光伏组件火灾危险性加剧的重要原因。     

典型硼化合物与磷酸二氢铵协效阻燃松木的燃烧性能及热解动力学研究

利用木垛法和热重分析法比较研究了硼酸、硼砂与磷酸二氢铵复配阻燃松木的燃烧性能、热解特性及热解反应动力学。结果表明,单种阻燃剂使用时,磷酸二氢铵的阻燃效果优于硼酸和硼砂;两两复配使用具有明显的协效作用,其中阻燃效果:磷酸二氢铵/硼酸＞磷酸二氢铵/硼砂＞硼酸/硼砂,而硼酸与磷酸二氢铵在质量比为2:3时,协效阻燃效果最好。与未处理松木相比,阻燃剂的加入降低了松木在热解阶段的初始分解温度和峰值分解温度,缩短了热解区间,并降低了松木在主要热解阶段的表观活化能,其中热解阶段活化能越低的阻燃松木在燃烧过程中成炭效果和阻燃性能越好。     

双（对羧苯基）苯基氧化膦阻燃改性聚酯的热解和燃烧特性和实验研究

本文以双苯苯氧化膦为阻燃体,合成了阻燃共聚酯。     

不同外热部位下18650型锂离子电池热失控研究

为探究不同外热部位对18650型锂离子电池热失控特性的影响,通过自主设计的试验平台对电荷量为100%的18650型锂离子电池开展不同外热部位下热失控试验,探讨不同部位外热源对电池热失控行为过程、热失控响应时间、温度特性、电池破裂部位的影响。结果表明:在相同热源功率条件下,外热源位置对电池热失控过程中初爆与二次燃爆间的时间间隔存在影响,顶部加热时安全阀打开瞬间便发生二次燃爆,底部和中部加热工况下,时间间隔分别延迟至18 s和40 s;中部加热时池体温升速率最慢,为0.873℃/s,分别为顶部和底部加热时的77.5%和77.8%;中部加热时热失控响应时间最长达290 s,顶部和底部加热时分别缩短12.4%和30.0%;顶部和底部加热时,热失控破裂部位集中于顶部"褶皱处"和底部防爆阀,但在中部加热工况下,电池发生破裂部位的随机性增加,其外壳破坏程度也有增加。     

烟花爆竹用烟火药剂燃烧转爆轰试验研究

提出了一种改进的燃烧转爆轰试验装置和试验方法,新装置的规格及试样量与常用的发射筒烟花类似。根据烟花中烟火药剂作用的不同,对黑药开爆药、白药开爆药、笛音药、发射药、效果药等典型烟花爆竹用烟火药剂进行了燃烧转爆轰试验,若验证板出现变形深度超过17 mm、撕裂和破碎则视试样发生燃烧转爆轰,判定试样为白药,否则为黑药。结果表明,在同等装药条件下,烟火药剂的组成成分是决定是否发生燃烧转爆轰的关键,以KCl O4为氧化剂的开爆药和以笛音剂为主要成分的笛音发射药都被定为白药,而以KNO3为氧化剂的黑火药开爆药被定为黑药。将试验结果与时间-压力测试结果进行了对比分析,燃烧转爆轰的测试结果可避免对黑火药开爆药的误判。与时间-压力试验相比,燃烧转爆轰试验方法试验药剂量更大,操作更简单,判据更准确。     

铝锰合金点火药燃烧性能与安定性试验研究

为了探索铝锰(AlMn12)合金粉的燃烧性能与安定性,为金属燃料增加新的可用且性能优良的种类,通过离心雾化法制备了铝锰合金粉,并以铝锰合金粉、铝(Al)粉、锰(Mn)粉3种金属粉的活化能作为点火性能的判断依据对比了三者的点火能力。结果表明,铝锰合金粉活化能比同粒度铝粉低14.4 kJ/mol,表明高温下铝锰合金粉比铝粉易点火,点火性能优于铝。以铝锰合金粉、锰粉与高氯酸钾(KP)、氧化铜(CuO)、高氯酸铵(AP)分别混合获得点火药并对点火药的燃烧性能进行了表征。结果表明,与将锰粉作为燃料的点火药相比,以铝锰合金粉为燃料的点火药燃烧峰压、增压速率、平均质量燃速更高,燃烧性能更为优异。基于真空安定性试验,对以铝锰合金粉为燃料的点火药进行了相容与安定性能的测试,结果表明3种点火药的放气量均小于相容性与安定性的最小放气量标准,表明点火药相容性、安定性能均满足要求。     

甲烷-空气预混气体燃烧特性研究

采用纹影系统、压力传感器和高速相机对甲烷-空气预混气体在定容燃烧弹中的燃烧特性进行研究,分析了当量比对拉伸火焰传播速度、未拉伸火焰传播速度和层流燃烧速度的影响及定容弹中压力的变化规律。结果表明,当量比对预混气体燃烧过程有重要影响,且存在临界当量比1.1,在临界当量比下预混气体燃烧最剧烈,层流燃烧速度达到最大值(0.368 m/s),燃烧压力也达到峰值(0.703 MPa)。当预混气体当量比小于临界值时,拉伸火焰传播速度、未拉伸火焰传播速度、层流燃烧速度和燃烧压力随当量比增加而增加;而当预混气体当量比大于临界值时,速度和压力随当量比增加而减小。     

垫水层对油池火燃烧特性影响的试验研究

研究垫水层对小尺度油池火燃烧特性的影响.分别测量在有、无垫水层情况下,正庚烷和航空煤油(RP-5)池火燃烧过程中质量损失速率及温度分布随时间的变化特征,同时通过摄像机记录油池燃烧过程中发生的现象.结果表明,垫水层对不同沸点燃料池火的燃烧发展过程及质量损失速率的影响截然不同.当无垫水层时,由于池壁温度超过燃料沸点,庚烷池火发生沸腾燃烧现象;而航空煤油沸点较高,燃烧过程中没有发生沸腾现象.当有垫水层存在时,由于油水界面温度超过水的沸点,沸点较高的航空煤油池火发生薄层喷溅现象;由于庚烷沸点低于水,庚烷垫水池火燃烧过程比较平稳,只发生了局部溅射现象.     

刨花板热解及燃烧特性热重模拟实验研究

对刨花板的变工况热解行为进行了热重分析和差热分析研究。将试样分别加热到一定温度做空气变氮气热重试验,模拟实际火场中由富氧到缺氧的状态;在试样加热过程中,在不同的温度点由空气转变为氮气,经过一段时间的升温后,再由氮气转变为空气,模拟火场中的回燃情况。通过结果分析,深入研究了环境气氛变化对试样热解的影响。用一级的动力学模型进行了模拟,给出了热解主反应阶段的动力学参数。     

孔隙结构对焦燃烧影响的数值研究

煤粒在热解过程中,由于不同的加热速度和不同 的热解最终温度所产生的孔结构也不同,本文建立了多组分并存的情况下,综合考虑化学反应,内外传递过程及颗粒孔结构变化在内的单颗粒焦碳着火燃烧模型,     

醇类对甲苯燃烧烟尘的影响研究

甲苯作为重要的化工原料和有机溶剂,在日常生活中有着广泛的应用。甲苯燃烧时会产生大量黑烟,对环境造成污染;而醇类作为清洁燃料,对甲苯燃烧烟尘的生成具有抑制作用。围绕常见的甲醇和乙醇,借助模拟燃烧试验,利用烟密度计、TEM、电子称等设备,通过分析不同混合体积比例下甲苯燃烧烟气的消光系数、烟尘的微观组织及混合燃料的质量损失速率,发现甲醇和乙醇两种醇类对甲苯燃烧烟尘的产生具有抑制作用;这种抑制作用随醇类比例增加而增强。将甲苯-甲醇、甲苯-乙醇两种混合燃料的烟气消光系数和质量损失速率进行比较,发现甲醇的添加比乙醇的添加对甲苯燃烧烟尘产生的抑制作用更加明显。     

100号航空汽油池火燃烧特性试验研究

从燃烧速率及热释放速率、火焰脉动特征、热辐射特性等方面研究了100号航空汽油池火的燃烧特性.通过电子天平实时采集数据并进行处理得到池火燃烧速率,利用全尺寸热释放速率测量系统测量池火热释放速率,通过图像处理技术对池火脉动特征进行分析,通过在火焰一定距离处布置热流计得到池火热辐射特性相关参数.结果表明:100号航空汽油池火稳定燃烧速率大于普通汽油燃烧速率,最大燃烧速率和衰减因子均大于普通汽油参数值;小尺寸池火热释放速率不稳定,随着油池尺寸的增大,热释放速率稳定性增强;池火火焰周期性脉动现象非常明显,脉动频率试验值与Pagni公式预测值接近;在油池液面高度产生的辐射强度随着无量纲距离L/D的增大呈指数衰减,拟合得到的曲线公式所对应参数值与油盘等效直径呈线性关系,通过此关系得到100号航空汽油池火热辐射统一方程.     

火焰引燃高速列车行李燃烧特性全尺寸试验研究

以CRH1高速列车20 kg旅客行李为研究对象,采用家具量热仪和全尺寸试验研究了不同引火源功率、不同通风量等条件下行李点燃特性、热释放速率、质量损失率、热释放总量、烟气释放速率等火灾参数,总结了其燃烧行为及特性。结果表明:高速列车20 kg旅客行李燃烧特性易受通风量、引火源功率等火场环境影响;引燃时间为1~2 min,持续燃烧时间在27~35 min;热释放速率可达347.3 k W以上,因行李压实较为紧密,燃烧不够充分,产生大量高温未完全燃烧气体,极大程度增加列车车厢回燃性;质量损失率较小,行李燃烧不充分;温升速率快,最高温度可达230℃;产烟量较大,透光率最低为35%;行李热释放总量THR随着引火源功率增加而增大,最高可达到213 MJ,控制引火源功率是减小行李热释放总量THR的关键。