火灾下沉管隧道热力耦合分析及防火实验研究

为研究具有排烟结构的大跨沉管隧道火灾下力学行为,综合采用火灾动力学模拟软件FDS和结构分析软件ANSYS,对无防火措施下的温度场及结构响应规律进行分析,并通过防火材料的实验炉高温试验研究防火效果与防火方案。结果表明火灾位置的不同对结构影响区别较大,结构应力重分布显著,部分位置有开裂、压溃可能,产生最大变形3.6mm,防火宜采用双层搭接防火板。     

公路桥梁发热电缆除冰系统试验研究

发热电缆加热桥面融雪化冰对于保障公路桥梁交通安全具有重要意义。制作了600mm×600mm×380mm的桥梁试件,通过低温人工环境室对 试件上表面结冰和融冰过程进行了模型试验。结果表明:在恒定线功率30W/m条件下,90mm间距发热电缆融冰系统的融冰能力要远大于140mm间 距融冰系统;若在90mm间距电缆敷设层采用隔热材料和SMA-13沥青上面层采用导热沥青,则可以缩短融冰时间,提高除冰能力;为有效防止桥 面结冰,桥面温度宜控制在2.5~3.0℃之间。研究结果对桥梁除冰系统设计和运行控制提供参考。     

结冰条件下风速管的表面温度计算

飞机风速管是测量飞行速度和高度的重要设备,对其进行防冰研究具有很大的实用价值。结冰条件下风速管的表面温度计算是其防冰研究中很重要的方面。笔者在给定加热功率下,利用计算流体力学(简称CFD)和传热学相结合的方法计算了风速管的表面温度。通过对空气流场、过冷水滴运动轨迹的计算和能量方程的求解,得到了多种状态下的风速管表面温度。由计算结果可以得到结论:在给定加热功率下,表面温度高于露点温度,表面不会有结冰危险。加热后的表面温度场在几何变化处的变化较大。在飞行高度和大气温度一定时,表面温度随飞行速度的增大而升高。大气温度对风速管表面温度的影响最大。     

焦炉加热过程中热力型氮氧化物的生成及影响因素研究

以武钢焦化公司6 m、7 m、7.63 m 3种炉型焦炉为对象,研究了焦炉加热过程中热力型氮氧化物的生成规律和影响因素。结果表明,焦炉氮氧化物排放量与炉型、空气过剩系数以及立火道温度有着直接的关系。7 m、7.63 m焦炉的氮氧化物排放量平均值均在210 ppm以下,6 m焦炉氮氧化物排放量平均值在400 ppm以上。6 m焦炉废气中NOx排放量明显高于7 m和7.63 m焦炉,这是由于7 m和7.63 m焦炉采用了分段加热方式,可以有效控制在焦炉加热过程中热力型NOx的生成,有利于减少最终烟气中NOx的浓度。     

铁路沿线供暖用低温空气源热泵热力性能对比研究

我国北方铁路沿线站段冬季采暖主要以燃煤锅炉为主,随着冬季雾霾现象日益严重,采用空气源热泵作为北方铁路沿线传统燃煤锅炉供暖的替代方式,对于减少能源消耗、改善大气环境具有重要意义。研究跨临界CO2热回收热泵和回热循环热泵系统2种低温空气源热泵系统,对其热力性能进行了实验和对比分析。结果表明,当环境温度不变时,随着供水温度由45℃升高至55℃,跨临界CO2热回收热泵制热量和COP均升高;随着供水温度由45℃升高至50℃,回热循环热泵制热量和COP均逐渐降低。当供水温度低于50℃时,回热循环热泵COP高于跨临界CO2热回收热泵,回热循环热泵系统的节能效果更为显著;当供水温度超过50℃时,跨临界CO2热回收热泵的性能更优。在低温环境条件下,跨临界CO2热回收热泵系统能够提供更高的供水温度,并有效提升空气源热泵的制热性能,结合我国北方铁路沿线站段的供暖需求和气候条件,提出相较于回热循环热泵系统,跨临界CO2热回收热泵系统的适用性和热力性能更为优越。     

桩管成井法施工安全试验研究

在利用垃圾场填埋气体发电成井施工过程中,桩管成井抽气法被普遍应用.但成井过程中的气体爆炸安全问题是一大隐患. 通过施工现场模拟试验和实际成井试验研究,解决了如何防止成井过程中产生气体爆炸危险的方法.     

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。     

纤维素增稠体系改善高寒动车组转向架防冰液滞留性能的研究

本文使用纤维素增稠体系来改善高寒动车组转向架防冰液的滞留性能,通过实验室黏度试验、吹脱试验、剪切力试验和上车实际试用试验,证明经纤维素增稠体系大大增加了防冰液在转向架底部的滞留时间,使防冰液更符合我国高寒地区动车组交路长、车速快的实际情况。并研究了增稠后的防冰液对制动性能的影响,保证车辆的行驶安全。     

混凝/平板膜光催化联合反应器工艺处理高速公路桥面雨水径流研究

运用混凝/平板膜光催化联合反应器工艺对穿越自然保护区的高速公路桥面雨水径流进行处理。首先,利用混凝沉淀将雨水中的悬浮物(SS)和CODCr进行去除。以SS、CODCr为去除对象,通过试验对聚合氯化铝(PAC)和聚合硫酸铝(PAS)两种混凝剂进行性能测定和比选,考察混凝剂的处理效果,以确定合适的混凝剂。结果显示,混凝剂PAS对雨水的处理效果好。经药剂混凝之后的水再用平板膜光催化反应器进行处理,其中膜技术可以将小分子及剩余SS去除,光催化技术可以将难降解物质去除,同时光催化技术中紫外灯可将出水中的细菌消灭,达到光催化降解污染物和消毒的双重功效。在最佳工艺运行条件即100 mg/L混凝剂聚合硫酸铝(PAS)投量下,经曝气量250L/(m2·h)、停留时间20 min的光催化平板膜反应器处理后,出水SS、CODCr去除率分别为100%和94.5%,可达到地表水环境质量标准(GB 3838—2002)Ⅱ类水的水质要求。     

玻璃纤维-砂浆管试件动态拉伸破坏特性试验研究

为了探究动载作用下GFRP（玻璃纤维）-砂浆管的动态拉伸破坏特性,采用分离式SHPB试验装置对2种空心率的水泥砂浆管和GFRP-砂浆管进行动态拉伸试验。结果表明:空心率越小、冲击气压和壁厚越大,试件峰值抗拉强度越大;GFRP-砂浆管的峰值抗拉强度随GFRP管壁厚的增大而不断增大,在空心率为0.292时,峰值抗拉强度随GFRP管壁厚增大呈对数函数递增,而在空心率0.187时,峰值抗拉强度随GFRP管壁厚增大呈指数函数递增;无GFRP管时水泥砂浆管呈对称四块破碎,GFRP-砂浆管在0.5~0.7 MPa冲击气压下仅有细小裂纹产生,在0.8 MPa冲击气压下,与入射杆接触部分产生“楔形”破坏,但总体保持为管状、破坏程度仍低于水泥砂浆管,表明GFRP管对水泥砂浆管具有较好的保护作用,可有效提高其动态抗拉强度。     

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。