高校实验室甲烷泄漏扩散过程的数值模拟

为分析高校实验室甲烷气瓶在泄漏后的危险性,基于计算流体力学(CFD)方法,以某高校实验室楼层为模型,使用Fluent软件模拟甲烷泄漏后的扩散过程,研究甲烷扩散规律,分析风速与通风条件对甲烷扩散的影响,判定甲烷危险爆炸区域.结果表明,甲烷流动受建筑结构影响显著,室内甲烷体积分数呈梯度分布,良好通风环境下的高风速对气体输送作用强,湍动能大,因而能快速降低甲烷体积分数,低风速条件下甲烷滞留在室内时间更久而易增加风险.甲烷气瓶发生泄漏时,爆炸区间主要集中在室内顶板,靠近泄漏点正上方的墙壁死角体积分数最高,并且气云在泄漏点同一侧的空间活动更多,相邻室内的甲烷旋流发生累积.最后针对模拟结果提出防控及应急措施,如危险化学品类气瓶的实验室选址、室内结构及监测装置的考虑等,并根据泄漏特性对撤离时的疏散路线给出建议.     

基于偏序集评价模型的煤自燃危险性研究

为了对采空区煤炭自燃危险程度做出准确预测,探究一种具有强鲁棒性的判定方法,以确保回采工作面的安全生产.利用低温氧化试验对韩家洼煤矿4个工作面的煤样进行测定,以试验所测得的指标性气体、煤样湿度及炉壁温度等数据为基础,结合由煤自燃危险性等级分级标准构造的等级样本组成样本群,应用偏序集评价模型对样本群进行聚类分析,最终判定韩家洼煤矿4个回采工作面的采空区自燃危险程度.结果表明,4个煤样都具有不同程度的自燃危险性,各煤样所处工作面的采空区自燃危险程度从大到小依次为4号煤样、3号煤样、2号煤样、1号煤样.这4个煤样所处工作面的采空区都需要加强实时观测,并提前制定防灭火措施.该预测结果与现场实际情况相吻合,表明该模型应用于煤自燃危险性评价是合理可行的.     

电爆炸等离子体开关的结构设计及性能表征

为了改善高压平面气体开关易受环境影响的问题,从而提高爆炸箔起爆系统的安全性,利用微加工工艺,设计并制备了一种新型高压开关——电爆炸等离子体开关,研究了不同温湿度条件下开关的自击穿电压,以及开关放电回路电感电阻.结果表明:开关的击穿场强在200～230 V/μm,并且不随环境温度及湿度变化而改变,表明新型开关在不同环境中的安全性更好;当主回路充电电压为1 500 V、绝缘层厚度为9.55 μm时,开关回路电感为86.07 nH,电阻为192.4 mΩ,并随绝缘层厚度增大而增大,因此在不发生自击穿的情况下,绝缘层厚度不宜过大.另外,与平面高压气体开关相比,新型开关具有较小的回路电感和较大的回路电阻.因此,在开关性能没有明显变化的情况下,电爆炸等离子体开关很好地改善了高压平面气体开关的缺陷,保障了系统的安全性.     

当量比和初压对二甲醚-空气爆炸特性的影响研究

为探究二甲醚-空气爆炸特性,采用高速光学纹影技术和高频动态压力测量技术获取当量比和初压对二甲醚-空气火焰形态和爆炸超压峰值的影响规律.采用刘易斯数、热膨胀比和火焰厚度理论分析了火焰形态,采用燃烧热损失理论分析了爆炸超压峰值.结果表明,高速光学纹影技术和高频动态压力测量技术可清晰、准确地获取二甲醚爆炸火焰形态和爆炸超压峰值.在热扩散不稳定和流体动力学不稳定相互作用下,火焰形态大致可以划分为3类:光滑火焰、裂痕火焰和胞状火焰.当量比Φ=0.8和Φ=1.0时,刘易斯数大于1.0,热扩散不稳定迫使球形膨胀火焰趋于稳定,不同初压下火焰形态相对光滑或表面出现少许裂痕,未观测到胞状火焰;当量比Φ=1.5时,刘易斯数接近于1.0,球形膨胀火焰仅受流体动力学不稳定的影响,初压达到200 kPa时形成胞状火焰.随初压增加,刘易斯数几乎恒定,热膨胀比缓慢增加,火焰厚度迅速减小,即热扩散不稳定对球形膨胀火焰的影响效应不变,流体动力学不稳定对球形膨胀火焰的失稳效应逐渐增强.另外,对于不同当量比和初压,绝热工况二甲醚爆炸超压峰值均高于试验工况.随初压增加,绝热工况和试验工况二甲醚爆炸超压峰值均线性增加,不同当量比下燃烧热损失单调增加.     

矿井排风热回收装置中循环水量优化与数值分析

为探究循环水对矿井排风能量品位提升装置热工性能的影响,基于有限时间工程热力学,引入换热器传热不可逆因子,构建了能量品位提升装置的循环模型,推导出了循环水流量的多因素表达式,然后,函数化了水流量对装置吸热流率和综合性能的影响,最后,完成了综合性能系数的数值计算.结果表明,随循环水流量增大,吸热流率呈非线性增大,且增长率逐渐减小并趋于0,而综合性能系数先增大后减小.在此变化过程中,出现了综合性能系数的极大值,确立了优化的循环水质量流率范围,以指导现场工程设计与运行调节.     

基于改进可变模糊集法的起重机金属结构安全评价

起重机金属结构安全评价对于减少人员伤亡和经济损失具有重要意义.考虑到原始指标数据、危险的发生及金属结构安全性都具有一定的动态变化性和模糊性,很难用精确的关系表达式来描述安全判据,以可变模糊集(VFS)方法为基础,结合信息熵法确定各指标权重,构建了起重机金属结构安全评价模型.针对传统VFS的应用存在相对隶属度计算过程复杂且繁琐的问题,基于不同等级相对隶属度的内在联系建立了相对隶属度的3个简化特征关系表达式,减少了所需确定的参数,简化了计算公式.通过与传统VFS方法及现有改进方法的公式和案例对比,改进VFS方法的相对隶属度函数运算次数大大减少,计算效率更高,且保持了传统VFS方法的计算精度.     

川藏铁路雅林段隧道工程施工安全风险评价

为准确评价川藏铁路隧道工程施工安全风险等级,提出了一种基于组合权模糊物元可拓的评价方法.首先,通过对国内外隧道工程施工安全风险评价研究的剖析,并结合川藏铁路隧道工程的实际情况,从"人-物-管-环-技"角度构建了包含5个一级指标、29个二级指标的川藏铁路隧道工程施工安全风险评价指标体系;然后,将熵权法与三角模糊数引入物元可拓学理论,构建了基于熵权-三角模糊组合权重的模糊物元可拓评价模型;最后,利用该模型评价了川藏铁路雅林段6座重点隧道工程施工安全风险.研究表明,该评价模型可以较为真实地反映川藏铁路隧道施工安全风险等级,有利于保障川藏铁路隧道工程的高质量安全建设.     

基于小波包变换和ELM的滚动轴承故障诊断研究

为了准确诊断滚动轴承故障,降低滚动轴承故障对设备运行的影响,提出了一种基于小波包变换分析与极限学习机相结合的滚动轴承故障诊断方法.首先,通过小波包变换对轴承振动信号进行消噪处理,采用均方根差和平滑度法为指标筛选出合适的小波基函数,用以对原始信号进行消噪处理.然后以信号的8种特征作为指标对消噪后的信号进行特征值提取,并通过时域、频域信息图对轴承故障进行先验诊断.最后将提取的特征值作为样本通过极限学习机的方法对轴承故障类别进行分类、诊断.研究表明,该方法能够准确地对轴承故障类别进行诊断,为轴承的故障诊断提供了新的思路.     

基于SR-CM的公务航空运行安全风险评估

为了对公务航空进行有效的安全风险管控,基于公务航空运行特点,构建基于Spearman秩相关系数-云模型(SR-CM)的公务航空运行安全风险评估模型.通过对近8年国内外公务航空事故事件进行分析整理统计,建立基于人-机-环-管系统的安全风险指标体系;针对单一赋权造成的随机性和模糊性,构建Spearman秩相关系数(SRCC)组合赋权模型,结合云模型(CM),将定性指标定量化进行安全风险评估.最后运用SR-CM模型对A公务航空公司进行试点验证,计算该公务航空公司的安全风险等级与安全风险等级标准之间的隶属度.结果表明,该公务航空公司安全风险评语云涉及从低风险到较高风险,并且与一般风险相似度最大,确定该公务航空公司的安全风险等级为一般风险.     

直升机医疗救援的安全风险评价模型研究

为对直升机医疗救援任务实施有效的风险管理,提升其飞行安全水平,运用SHELL模型对直升机医疗救援飞行进行风险识别,确定了直升机医疗救援的风险因素.运用Borda序值法和风险矩阵法建立了 Borda-风险矩阵评价模型.运用Borda-风险矩阵评价模型对G通航进行实证分析,结果表明该评价模型具有可行性,可为直升机医疗救援风险评价提供参考.