油罐扬沸火灾预测方法的研究及安全预警系统的建立

通过研究扬沸前兆噪声特性及其声发射机理，并与典型环境噪声特性差异作了分 析、比较，提取出一组识别特征物理量，以便在扬沸火灾早期能诊断预报扬沸的发生。     

油品火灾扬沸前兆现象的实验研究

本文研究典型油品扬沸前兆期的火行为。应用火焰显示技术观察扬沸前兆期的火焰结构；测量扬沸过程中油、水层的温度——时间历程；在时域、频域上分析扬沸前兆的微爆噪声特性；并在原理上提出诊断，预报油品火灾扬沸发生的新途径。     

杨沸火灾监测预报方法研究（I）－理论基础

本文针对在扬沸前期征兆中表现出显著燃烧微爆噪音,提出了通过监测扬沸前兆噪音、联合温度信息,对扬沸火灾进行诊断、预报的方法。本文的第一部分主要讨论了该方法的理论基础,阐明了其基本原理和技术途径。     

扬沸过程燃烧噪声的谱分析（Ⅰ）──改进的最大熵谱法

本文通过对数字时间序列分析中最大熵谱法的研究，给出了分辨率比传统谱方法高得多的功率谱，并在扬沸火灾监测预报方面建立了扬沸前兆噪声的工程识别模型。本文第一部分讨论了改进的最大熵谱法，并通过研究热混合层的脉动温度和湍流撞击射流的脉动速度的谱结构，验证了该方法的可行性。     

扬沸过程燃烧噪声的谱分析（Ⅱ）──扬沸前兆噪声的工程：识别模型

本文通过对数字时间序列分析中最大熵谱法的研究，给出了分辨率比传统谱方法高得多的功率谱，针对扬沸过程燃烧噪声的谱特性，建立了扬沸前兆噪声的工程识别模型。本文第二部分讨论了该模型的建立方法，并在实验中得到验证。     

扬沸火灾发生时间预测模型的建立与应用分析

原油储罐扬沸火灾由池火灾发展而成,是一种危害性极大的事故.准确预测扬沸事故发生的时间,是扬沸机理研究中的难题之一.现有扬沸时间计算的通用模型由于没有考虑油品的粘性作用,计算结果误差较大.把扬沸火灾简化为无内热源的非稳态传热问题,在此基础上进行传热分析,进而推导出扬沸事故时间计算模型.设定了6组不同尺寸和不同充装水平的原油储罐池火灾,利用推导模型计算出了相应的扬沸事故发生时间.将计算结果与通用模型计算结果以及实验结果进行对比:该模型的准确性由于通用模型,计算结果与实验值误差较小,较为合理.研究结果对于扬沸火灾事故下消防人员的灭火救援的安全保障具有重要意义.     

改变垫水层沸点的薄层睛扬沸实验研究

扬沸是油池火灾的一种特殊现象,燃料和垫水层交界面的过热温度和沸腾状态是决定扬沸是否发生以及发生时间的最主要因素,过热温度由沸点决定.在垫水层中添加氯化钠能够改变垫水层的沸点,从而改变交界面的过热温度.在垫水层添加氯化钠使其成为饱和氯化钠水溶液,对此条件下的油池火燃烧进行实验探究,以验证前人关于扬沸临界条件的研究结果,并...     

改变垫水层沸点的薄层扬沸实验研究

扬沸是油池火灾的一种特殊现象,燃料和垫水层交界面的过热温度和沸腾状态是决定扬沸是否发生以及发生时间的最主要因素,过热温度由沸点决定。在垫水层中添加氯化钠能够改变垫水层的沸点,从而改变交界面的过热温度。在垫水层添加氯化钠使其成为饱和氯化钠水溶液,对此条件下的油池火燃烧进行实验探究,以验证前人关于扬沸临界条件的研究结果,并为扬沸防治提供思路。垫水层改变为饱和氯化钠溶液后,柴油实验组均没有发生扬沸,且观察到火焰温度和热辐射强度的下降。表明此方法可以有效抑制扬沸的发生。     

油罐扬沸火灾防治模拟实验研究

分析扬沸火灾形成的3个基本物理条件,给出扬沸三角形的概念,提出通过破坏3个基本条件中任一条件来抑制扬沸火灾发生的构想。为解决其防治问题建立小尺度油罐扬沸火灾防治模拟实验台,用沸石和双列盘管式冷却法对扬沸火灾防治进行了实验研究;通过对比两种方法施加前后的油层、油水界面、水层温度和火焰辐射,发现双列盘管式冷却法和沸石能有效地抑制扬沸的形成和降低扬沸的危害程度。从机理上分析,小尺度油罐扬沸火灾的防治方法可为扬沸火灾的防治提供一定的理论依据。     

油品燃烧时油罐壁温的实验研究

应用ＴＶＳ－２０００ＳＴ型红外热象仪对在１３５ｍｍ×７８ｍｍ×１２０ｍｍ的长方罐中含水油品的燃烧过程进行了动态壁温的测量。实验结果表明：对小尺度油罐，一维热传导的理论是可行的。另外，发现在扬沸前夕油层的温度梯度并不下降，而总的温度值下降，这有助于理解扬沸形成的物理过程和正确地预报扬沸。     

火灾与安全双重图像监控系统

火灾与安全双重图像监控系统合肥工业大学能源所研制的火灾与安全双重图像监控系统是进行早期火灾监测、预报的电脑、电视一体化系统。在常规的闭路电视图像监控系统基础上，摄像机镜头前加置图像甄别器。摄像机送出视频信号，经电脑处理实现监控。它可上、下、左、右、上...     

原油储罐火灾扬沸形成时间预测模型研究

扬沸火灾是一种突变性火害现象,其发生能导致巨大的人员伤亡和财产损失,其形成时间预测问题一直备受关注。根据能量守恒定律,把原油层内的热量传递看作无内热源、常物性的非稳态传热问题,建晓热量传递模型,通过预测油层内的温度分布,结合小尺度油罐扬沸火灾实验结果,推导出扬沸形成时间预测模型。并对其可靠性进行了案例验证,结果表明模型准确,误筹较小。实验发现随着罐径的增大,水层厚度对扬沸形成时间的影响逐渐减小。通过预测模型计算得到：扬沸形成时间与初始油层厚度和罐径的比值存在正比例关系。     

某大厦特大火灾事故数值重构

将计算机数值模拟技术应用于火灾调查研究，采用大涡模拟方法重现国内某商场的火灾发展过程，根据现场勘查结果设置边界条件，分别对两个可能的起火点建立场景模型进行数值模拟。将关键部位单位距离不可见度、温度及热通量发展趋势等参数结算结果数据与火灾现场勘测结果及证人证词进行比较，排除了不合理的起火点，验证了另一种情况的正确性，解决了火灾现场勘测无法确定的难题，完善了火灾调查结论。根据计算再现的火灾蔓延过程，可寻找延缓火势蔓延和降低火灾损失的方法。     

小小光纤引发煤矿安全监测的技术革命

山东省科学院激光研究所利用自己多年从事光纤传感研究所取得的科研成果,结合光纤光栅测温技术和压力传感技术,采用自主研发的高可靠性全光纤瓦斯、一氧化碳气体传感器,首次将瓦斯、一氧化碳、分布式温度等综合参数集成,研制了“全光纤煤矿采空区火灾监测预警系统”,实现了全光纤的煤矿采空区火灾的多参数预测预报。     

建筑物火灾疏散中人的失误研究

火灾是人类所面临的最为严重的灾害之一。通过建筑物火灾现场勘察表明 ,造成火灾中人员伤害的重要原因之一是火灾现场疏散人员行为的失误。而火灾现场疏散人员行为的失误是一个极为复杂的问题 ,它既与影响疏散中人的行为因素有关 ,又与火灾疏散中人的认知模式有关。因此 ,笔者基于行为学的基本原理和建筑物火灾的特点 ,定义了建筑物火灾中人失误的内涵 ,对建筑物火灾中疏散人员失误的机理和分类进行了分析 ,建立了相应的模型 ,讨论了减少建筑物火灾中疏散人员失误的措施 ,并着重讨论了火灾疏散教育和培训的内容和形式。     

不同垫水层厚度下薄层扬沸现象燃烧特性研究

利用自行研发的小尺寸薄层扬沸燃烧特性测量平台,开展了不同垫水层厚度下薄层扬沸燃烧特性的实验研究。测试油料的品种为:柴油(0)和航空煤油(Jet A);油盆尺寸为15cm,18cm,30cm和40cm;实验工况中油层厚度为1.0cm,水层厚度选取了与油层厚度数量级相同的三种厚度:1.0cm,1.5cm和2.0cm。结果表明:随着油盆尺寸增大或垫水层厚度上升,扬沸阶段特性从突变型向持续型转变,首次扬沸发生时间缩短,扬沸强度降低。     

我矿采场岩音监测与冒落预报

岩体声发射监测是了解井下采场地压活动,预报采场冒落较有效的方法之一。但是,限于目前声发射监测仪器的发展水平,以及现场存在大量噪声的条件,要想成功地预报采场冒落,很大程度上仍有赖于监测者的经验和责任心。     

基于无人机的火灾检测系统设计与实现

针对传统森林火灾检测手段响应速度慢、效率低、误报率高等问题,设计了无人机搭载的由云台和相机组成的图像采集平台,通过火灾智能识别技术,实时识别监测火灾的发生,并达到了自动抵近侦察及实时态势感知的效果。在火灾智能识别算法方面,提出了improved-YOLOv3算法,通过在特征交互阶段增加yolo层,加强了网络对特征的融合度,从而增加了网络的检测能力。通过与性能相似的网络进行对比测试,验证了改进算法的有效性。测试结果表明,提出的算法检测准确率高、漏检率低、推理速度快,能够适用于实际火灾现场监测。     

静电火灾的成因与认定

所谓静电火灾。是批电静电放电火花引燃可燃气体，可燃液体蒸气等易燃易物而造成的火灾或爆炸事故。静电火灾的非常复杂，火灾发生往往是各种最不利因素的偶然组合所致火灾现场又常遭到严重破坏，所以，静电火灾原因的认定是很难由火场痕迹和遗贸物来取得直接证据，这就给静电火灾调查带来了一定的困难。     

范维澄

范维澄教授毕业于中国科学技术大学工程热物理系，曾作为访问学者在英国帝国理工学院工作学习。回国后一直在中国科学技术大学从事工程热物理、火灾科学及热安全工程等领域的科研、教学和管理l：作。范维澄教授在国内首先倡导和研究火灾科学及热安全工程学，提出和主持火灾科学国家重点实验室及热安全工程技术研究中心，创办和主持火灾科学学报。他提出了火灾规律兼有确定性和随机性以及能概括这种双重性规律的理论模型及软件；火灾蔓延的场区网模型及计算软件；用噪声频谱预报油罐扬沸火灾的原理及技术；森林火灾由地表火向树冠火转化的机…