新型组合式消防服热防护性能分析

本文对不同隔热层材料组成的消防服的热防护性能进行了实验测试与分析验证,评价了新型组合式消防服和传统组合式消防服的隔热性能优劣。结果表明以SiO2气凝胶材料为隔热层的新型组合式消防服的导热系数约为传统型的1/4,具有更显著的热防护效果。     

环境温湿度及风速对消防服热舒适属性影响的定量研究

为量化环境条件对消防服热舒适性能的影响,选取我国02式消防服,测量其在不同环境温度、湿度及风速条件下的热阻和湿阻并得出拟合公式;通过回归分析法分析环境条件对热阻和湿阻的影响,提出其对热阻和湿阻影响的数学模型。结果表明:风速对热阻和湿阻的影响较大,而环境温度和湿度对热阻及湿阻的影响较少;风速与整体热阻及整体湿阻呈负相关,而风速与固有热阻和固有湿阻呈正相关。该研究可为消防服热舒适性能测试及高性能防护装备研发提供理论指导。     

消防服用织物材料热湿舒适性综合评价

为提高消防服的热湿舒适性能,减少消防员在灭火救援过程中的热应激反应,基于现有消防服用织物材料的物性参数和单项热湿舒适性指标,采用多元回归分析的方法综合评价消防服各层材料的热湿舒适性能,研究各外层材料的单项热湿舒适性指标与物性参数之间的关系。结果表明:以黑色芳砜伦为外层材料、Goretex为防水透气层材料、Nomex针刺毡为隔热层材料、Nomex/FR-VISCOSE(50%Nomex,50%阻燃黏胶)为舒适层材料的消防服热湿舒适性最好,并得出织物的吸湿速率常数、透湿率和干燥率与物性参数之间的显著多元回归模型。     

气凝胶型隔热层消防服概念研究

对现役消防服的隔热层材料和使用性能进行了分析,介绍了国内外多种新型隔热材料研究进展和应用现状。初步对比讨论了具有超低密度和热导率的SiO_2气凝胶应用于消防服的可行性,指出采用SiO_2气凝胶作为隔热层的消防服综合导热系数仅为现役消防服的1/4,而重量仅为现役消防服的1/3。     

基于热线法的不同水分含量松散煤体热物性实验与模拟研究*

为解决松散煤体热物性参数的测试周期长与实验误差大等问题,构建测试装置实验平台,结合交叉热线法和平行热线法,对松散煤体热物性参数进行准确测量与计算,对1～2 mm,0.5～0.6 mm和0.2～0.3 mm 3种不同粒径煤样在不同水分含量下的热物性参数的变化规律进行研究,利用Fluent数值模拟软件对松散煤体温度场进行模拟研究,并对比模拟结果与实验结果的差异性。结果表明:在所测粒径范围里,同等水分含量下的松散煤体粒径越大,导热系数越小,热扩散率与比热容越大;松散煤体的导热系数随水分含量的增加而增加,但增加趋势渐缓;松散煤体的热扩散率随着水分含量的增加而增大,当水分含量达到11.73～13.88%后热扩散率开始逐渐下降,而比热容随着水分含量的增加逐渐增大。     

低温阶段煤吸附C2H4的吸附特性研究

为研究煤矿采空区封闭区遗煤吸附C₂H₄的演化特征,以宁夏灵新煤矿不粘煤为研究对象,采用容量法进行煤吸附C₂H₄试验,分析温压与粒径对煤吸附C₂H₄过程中的吸附量、吸附速率和吸附热力学等特征变化的影响。研究表明：当温度为30～60℃、压力为0.15～0.45 MPa、粒径为20～120目时,无论是温度降低、压力升高还是粒径减小,C₂H₄的吸附量均增加;吸附过程随时间由快变慢,进而趋于平衡,吸附速率快速趋于0;温度与粒径不变,平衡压力越大吸附速率越大;温度与压力不变,粒径越小吸附速率越快。吸附量相同,粒径越小等量吸附热越低;各粒径煤样吸附C₂H₄的等量吸附热为0.69～40.23 kJ/mol,属于物理吸附。引入压力修正系数进行拟合,温度不变,压力和粒径与吸附自由能降低值呈正比关系;粒径不变,温度与吸附自由能降低值呈反比关系。各粒径煤样吸附C₂H     

基于响应曲面法的松散煤体导热系数测试与分析

为研究松散煤体导热系数随其影响因素的变化规律,基于平行热线法和交叉热线法,通过自制的试验装置测得不同粒径、温度和含水率下松散煤体的导热系数,并拟合导热系数与温度、含水率的变化曲线;引入二次响应曲面法,对粒径、温度和含水率做Box-Behnken试验设计,得出影响因素的重要度排序。结果表明:借助试验装置进行试验,能够准确测算松散煤体导热系数,测量误差在3. 0%以内,并能同时得到热扩散率与比热容;松散煤体导热系数随粒径的增大而减小,随温度的升高而降低,随含水率的增大而增大;三因素对导热系数一次项重要度排序为含水率粒径温度,二次项重要度排序为粒径和温度粒径和含水率含水率和温度,且粒径和温度间存在交互作用,其余无交互作用。     

消防服织物热防护性能影响因素研究

消防服是消防过程中保护消防员免受热伤害的必备装备,应具有优异的阻燃性、热防护性及热湿舒适性。在生产或使用过程中消防服的防护效果会受到多种因素的影响,根据消防服织物及其热防护性能原理,本文归纳总结了纤维材料、结构参数、空气层、复合作用、多层织物复合以及后整理技术等影响消防服热防护性能的六个方面的规律,为织物的合理设计和消防服的有效使用提供借鉴。     

灭火防护服热湿舒适性探讨

消防员在灭火及救援过程中常常面临高温、高湿的环境,这主要是由于燃烧产生的热量及大量使用水枪等因素所致.为保护消防员的人身安全,通常消防员都必须穿戴灭火防护服.然而,目前消防员的灭火防护服普遍存在热湿舒适性较差的问题. 国内外相关的研究调查表明,许多消防员致伤的原因,除了显而易见的高温和火焰威胁,还有因消防服不能很好的导汗散热,在人体皮肤和消防服之间呈现高温高湿的微环境,使穿着者局部蓄热严重且汗液无法排除,身体温度急剧上升,出现热抽筋、中暑昏厥、蒸汽烫伤等症状.图1显示了干热、湿热环境中人体的承受能力.     

不同洪水冲击角度下卧式储罐失效问题研究

为预防洪水灾害作用下化工园区卧式储罐失效事故,通过理论推导和实证分析,研究不同洪水冲击角度下卧式储罐的失效问题。首先,建立洪水侧向冲击角度下卧式储罐的受力模型;然后,定义洪水侧向冲击角度下卧式储罐易损系数和受冲击的衰减系数;最后,基于受力模型和衰减系数,分析不同洪水冲击角度下储罐型号、装量水平对卧式储罐失效的影响。结果表明:当洪水冲击角度θ从0变到π时,储罐受洪水冲击作用力的衰减系数先增后减,当θ=π/2时为最大;卧式储罐尺寸越大,螺栓受到的冲击作用力越大,储罐越容易失效;卧式储罐装量水平越高,螺栓受到的冲击作用力越小,储罐越安全。     

钢筋混凝土矩形梁在实际火灾下正截面承载力数值计算

为了正确评估钢筋混凝土矩形梁在实际火灾条件下的承载力,以一般室内火灾轰燃后的房间平均温度-时间曲线为火作用,以建筑结构耐火理论为基础,采用数值计算方法研究钢筋混凝土矩形梁的正截面承载力.研究结果表明:梁的承载力随火灾房间温度升高而变小,在温度达到最大值后承载力达到最小值.火灾房间火灾荷载越大,开口因子越小,火作用越大,梁的最小承载力越小;反之相反.相同条件下梁支座截面的承载力要大于跨中截面.     

Q345(16Mn)钢在恒温加载条件下的应力-应变曲线和弹性模量

为评估和分析钢结构的耐火性能,对我国10个钢厂生产的16Mn钢进行152次恒温加载试验研究。结果表明,钢材的应力-应变曲线随温度升高,应力变小而应变增大,曲线斜率即弹性模量随温度升高和应变增大而趋于零。钢材在高温下的弹塑性性质非常明显,在钢结构高温性能分析中应当考虑这种特性。依据试验结果构建了以表格形式表达的钢材折线应力-应变曲线和弹性模量,为火灾下钢结构的变形和温度应力计算提供参考。     

多孔球形材料阻火抑爆性能影响因素数值模拟研究

为探究影响多孔球形材料阻火抑爆性能的主要因素,采用气体爆炸模拟软件FLACS建立多孔球形结构中湍流燃烧模型,对填充多孔球形材料后丙烷/空气预混气体燃烧爆炸过程进行数值模拟。研究结果表明:多孔球形材料能够有效衰减爆燃压力波、阻隔火焰传播,起到阻火抑爆作用,且压力波衰减程度和火焰阻隔效果与多孔球形材料的尺寸、孔径及填充密度密切相关。当多孔球形材料的直径为25 mm、孔径为3 mm、填充密度为20层时,压力波衰减程度最大,火焰阻隔效果最明显,说明直径和孔径越小,填充密度越大,材料的阻火抑爆性能越强。     

大跨度偏压隧道受火损伤分析

为探明火灾对大跨度偏压隧道造成的不利影响,依托贵州省某公路隧道工程,基于ANSYS有限元软件分析不同埋深及偏压条件下大跨度隧道结构的最大损伤和相对温度损伤变化规律,并对其温度场分布和应力分布规律进行总结。结果表明:衬砌高温损伤约60 mm,温度影响深度约300 mm,内部温升过程逐渐由曲线变化转变为直线变化;最大损伤深度随偏压角度增加近似呈指数增长变化,而相对温度损伤略有减小,当偏压角度较大时,火灾将成为隧道破坏的诱导因素而非直接因素;最大损伤深度与偏压隧道埋深近似呈抛物线变化,火灾对偏压隧道影响显著,必须采取有效预防措施;随着受火时间的增加,临火侧衬砌混凝土在热膨胀及围岩约束作用下,压应力快速增加,存在较大的压溃风险。     

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。     

大空间仓库堆垛特性对水炮雾状射流灭火性能影响的实验研究

大空间堆垛储物仓库的消防安全日益引起重视,自动消防炮灭火系统已广泛应用其中。堆垛物遮挡和柱状射流特性对水炮灭火有影响,雾状射流由于覆盖区域增大可提高灭火效率,堆垛特性可能会影响雾状射流灭火效果,目前缺乏相关研究。通过预喷水、布水和灭火实验研究大空间仓库堆垛特性对水炮雾状射流喷水强度分布和灭火性能的影响。结果表明:该文所研究自动消防炮(安装高度8m,雾化角度90°)在5m至15m射程间,能够有效扑灭或控制大空间仓库火灾;喷水强度和有效保护面积随射程的增大而减小,仓库危险级Ⅰ级和Ⅱ级储物高度为3.0m-3.5m时有效保护面积在5m射程处分别为27.5m2和25.5m2;堆垛高度一定时存在最小堆垛间距,小于此值时火灾将不能被扑灭或控制。     

火灾作用后RC简支梁抗弯承载力试验研究和可靠度分析

建筑物发生火灾后 ,结构的力学性能如何变化一直是研究人员普遍关注的热点问题。但是火灾对建筑物的影响因素较为复杂 ,这些问题至今还没有得到很好的解决。笔者通过试验研究了 11根三面受火钢筋混凝土简支梁在不同初始荷载和配筋下的火灾后抗弯承载力和可靠度 ,并进行了比较。试验结果表明 :在其他条件相同仅配筋不同时 ,钢筋配置适当增加 ,火灾后抗弯承载力下降减少 ,钢筋混凝土梁的抗火能力增强 ;在其他条件相同仅初始荷载不同时 ,初始荷载增加 ,抗弯承载力下降增加 ,火灾后可靠度的下降幅度也增加。试验研究为钢筋混凝土梁的抗火设计和火灾后的修复和加固提供了参考依据。     

热颗粒和热辐射共同作用阴燃点燃松针燃料床：数值研究

建立了热颗粒和热辐射共同作用下阴燃点燃松针燃料床的二维数值模型,计算得到了热颗粒和热辐射单独点燃以及共同作用点燃的临界条件,分析了燃料床的点燃过程。与前人实验数据对比表明数值模型能够较好预测临界点燃条件。金属热颗粒单独作用时点火所需的临界温度与颗粒直径呈双曲线关系。金属热颗粒与热辐射共同作用时,临界辐射热通量呈现出随颗粒温度和直径的增加而显著减小的趋势。热辐射持续供热能有效维持表层炭氧化反应,两者共同作用下点燃危险性增加。研究同时发现,燃料含水率对共同作用下的临界辐射热通量有较大影响。     

丁基钠黄药热稳定性的研究

为评价丁基钠黄药的热稳定性,采用真空安定性测试仪和C600量热仪对其热分解过程进行了研究。分别考察了质量为1.0g的样品在温度为60℃、70℃、80℃、90℃、100℃和质量为0.5g、0.75g、1.0g、1.25g、1.5g、1.75g、2.0g的样品在温度80℃条件下的热分解特性。结果表明,采用真空安定性测试仪在80℃、21mL真空封闭空间的测试条件下,当丁基钠黄药质量小于1.25g时,其平均分解速率较慢,与时间近似成线性关系;当样品质量大于1.50g时,其平均分解速率与时间近似呈一条S形曲线。平均分解速率与质量不是成正比,而是先增加后减小,质量为1.65g时,平均分解速率最大,为0.0957mL/(g.h)。采用C600量热仪确定了丁基钠黄药的分解过程为吸热反应,起始分解温度为93℃,分解过程吸收热量为110.51J/g。明确了温度、堆积样品量的大小和时间为影响丁基钠黄药热稳定性的主要因素。     

基于热重分析的硫化亚铁氧化倾向性研究

含硫油品储罐内壁腐蚀产物硫化亚铁在空气中有很高的氧化性,很容易引起储罐火灾爆炸事故.用美国TA公司生产的SDT-Q600同步热分析仪在30～1 000 ℃范围内对硫化亚铁进行热重分析,从物理吸附、化学吸附和化学反应的角度分析了硫化亚铁氧化过程,讨论了粒径和升温速率对硫化亚铁TG曲线的影响.结果表明,硫化亚铁经物理吸附和化学吸附,发生了剧烈的化学反应,并放出大量热;粒径和升温速率对TG曲线有明显的影响,粒径减小,TG曲线向低温方向移动,氧化起始温度和氧化终止温度降低;升温速率增大,TG曲线向高温方向移动,氧化速度减小.