制氢站自动灭火装置的研发

制氢站自动灭火装置利用铜棒冷热伸缩的物理特性,让伸缩的铜棒直接控制开闭装置实现灭火的自动化,同时采用电导率极低的除盐水作为灭火剂,杜绝触电风险和设备带电。     

二氧化碳灭火系统扑灭风电机组舱内火灾试验研究

为有效遏制全国多地风力发电机组火灾事故的势头,基于灭火系统在风电机组防火设计中的重要性,提出采用二氧化碳灭火系统对风电机舱进行灭火保护的解决方案。在建造国内首台风电机组火灾模拟试验装置的基础上,通过试验研究二氧化碳灭火系统在常温状态和低温状态下对风电机组火灾的灭火能力。结果表明,该灭火系统能够对风力发电机组进行全淹没灭火保护,适用于空间狭小且结构复杂的风电机舱;在低温条件下,其喷放时间和灭火时间虽比常温状态下长,但灭火效能并未降低。     

高压细水雾与水喷淋的灭火机理数值模拟

为了对比分析高压细水雾与水喷淋的灭火机理及效果,采用FDS软件模拟了在无细水雾、水喷淋和高压细水雾三种条件下的灭火情况。通过建立了FDS模型,设置相同的固定火源功率1MW和固定流量10L/min,对三种灭火条件在冷却作用、除烟作用和窒息作用三方面进行了对比分析。结果表明,普通水喷淋灭火主要表现在对火源的冷却作用,而高压细水雾在这三方面的作用都较为明显,因此高压细水雾的灭火效果要优于水喷淋。     

随机介质理论下隧道围岩渐进破坏过程数值实验研究

将强度折减法引入到隧道围岩安全评价中,结合"浅埋暗挖快速施工双线小间距隧道、盾构下穿立交结构隧道和结构面含有节理、不规则裂隙的山体公路隧道"等工程实例,借助材料真实破坏分析软件RFPA-2D,建立每个强度折减系数下的有限元模型。模型采用了黏弹性人工边界来消除边界条件对计算精度的影响,并借助随机介质理论实现了围岩细观结构单元的非均值性和随机分布的缺陷,揭示了不同工况下隧道围岩的动态渐进破坏过程、基元相变损伤演变机理和岩体结构面破坏特征,认为隧道围岩的宏观破坏是由岩体非线性材料细观单元的非均值性造成的,计算结果借助不同折减步中裂纹发展趋势和单元破坏的数量判断隧道围岩是否失稳破坏,并计算出具有安全储备意义上的安全系数。同时,结合ABAQUS和RFPA-2D两种不同有限元模型,对比分析了随机介质理论和连续介质理论结合强度折减法在隧道围岩稳定性评价中的差异。     

预测沉积物-水微宇宙系统中化学品浓度变化的多介质模型

沉积物-水微宇宙系统是经济合作发展组织(Organisation for Economic Co-Operation and Development,OECD)颁布的化学品测试准则中推荐的试验系统之一,可用来测试化学品对底栖生物的慢性毒性。为了在试验前对化学品的浓度变化进行预测,进而确定试验方法,以摇蚊慢性毒性试验系统为例,采用环境多介质模型的建模方法,构建了一种可通过化学品理化性质和试验系统参数,对化学品在沉积物-水试验系统中浓度变化进行预测的模型。结合试验数据和文献资料,给出了模型中试验系统参数的推荐取值,并使用Matlab软件中的Simulink工具对模型进行编程和求解。以此模型为基础,给出了模型在3个方面的应用,即预测蓄积时间、预测平衡时间以及拟合试验数据。对80种已有或假想化学品的蓄积时间和平衡时间进行了计算,得出的范围分别为1~204 d和1~73 d。此外,适当修改模型结构和模型参数,也可将其应用于其他暴露场景中。但使用模型对化学品浓度进行预测时发现,模型仅对沉积物中化学品浓度的预测结果较为准确,而对水中化学品浓度的预测结果与实测值相差1~2个数量级。模型对浓度的预测精度未来仍需进一步提高。上述研究结果完善了沉积物-水微宇宙系统试验方法。     

基于无人机投放灭火弹的雾场铺展特性及灭火效能研究

为验证无人机载灭火弹灭火的可行性及灭火效能,设计并优化机载灭火弹的结构,制定无人机投弹灭火流程;开展无人机投弹灭火的实地试验、全尺寸试验;采用高清摄像机记录机载灭火弹投放、爆炸、雾场铺展及作用灭火全过程,统计分析铺展面积、真实爆破高度等参数,研究不同投弹技术参数对灭火弹灭火效能的影响。研究结果表明：无人机载灭火弹的投弹高度误差小于3.5 m,爆破误差小于2 m;灭火弹爆破雾场弥散强度分布延爆破中心向外减弱;灭火弹雾场铺展面积与投弹高度正相关,与爆破高度负相关;预设投弹参数为投放高度35 m,爆炸高度为8～10 m时,灭火效能最佳。     

海岸带陆海气氮磷污染协同治理:监测、模拟与决策

陆海统筹已成为美丽海湾建设和海岸带可持续发展的关键战略。其中,陆海气氮磷污染协同治理是持续改善近岸海域生态环境质量的关键,但其缺乏理论指导与技术支撑。梳理了陆海气环境介质与界面过程的监测、模型(流域-河流模型、河口-近海模型、大气沉降模型等)的研究现状、技术难点和发展趋势。为加快推进流域-海域综合治理,亟须建立陆海气氮磷污染监测-模型-评估-决策体系。建议加快陆海气界面氮磷通量监测技术开发与应用,构建陆海气集成或耦合模型,在不同时空尺度上探究氮磷污染来源、主要输移通道、跨界面过程和机制。提出了未来研究重点:1)基于监测与模型提升海岸带生态系统的科学认知;2)构建陆海统筹视角的富营养化评估与生态系统健康评估方法;3)创新分区分类环境容量核算与分配方法;4)研究海岸带环境污染多目标治理优化方案;5)开展海岸带社会-经济-环境系统互馈模拟与多主体协同决策,助力生态环境治理能力现代化。     

基于LBM-DEM耦合研究多孔介质中生物膜对悬浮粒子运移的影响

生物膜是多孔介质中普遍存在的细菌群落,会与悬浮粒子相互作用并影响粒子的迁移沉积。采用格子玻尔兹曼-离散单元耦合方法(LBM-DEM)研究了悬浮粒子在覆盖生物膜多孔介质中的运移。发现生物膜的存在会降低孔喉尺寸和DLVO排斥势垒,这有助于增强悬浮粒子的沉积。进出口压差是影响粒子滞留率的主要因素,低进出口压差下粒子无法突破排斥能垒,高压差下流体力通过改变粒子的沉积位置可提高渗透率。溶液离子强度变化主要影响排斥屏障。高离子强度的溶液中,粒子滞留率对压差变化响应较小;低离子强度溶液中,粒子滞留率受进出口压差的影响较大。此外,从介观角度观察入流速度对悬浮粒子黏附与滚动的影响,发现粒子的初始沉积点与来流方向的角度随着粒子速度的增加而减小。     

101米登高平台消防车

该登高平台消防车的特点是举高速度快,消防功能齐全、造型美观,举升系统变幅范围大,作业平台能力强,既可救人抢险,又能灭火,自带消防水炮,安全保护措施齐全,技术先进、性能可靠。高度需要说明的是,虽说是101米云梯车,其实车子本身升起的最高极限只有99米,另外2米指的是人站在那里,举起手所触碰的位置。曲臂分一臂和二臂,收下时长度都是14米。一臂可伸缩,像天线一样,有5个节,最长可拉伸到70米。二臂有3个节,拉伸后有20多米。不管一臂还是二臂,上面都有一根供水管。该车除可以在高空疏散被困者外,还     

自动喷水灭火系统改进型集热板集热效应有效性分析

《自动喷水灭火系统设计规范》(GB50084-2001,2005年版)规定,喷头溅水盘与天花板或楼板的距离不可超过30cm,当喷头上方如有孔洞、缝隙,应在喷头上方设置集热板,其平面面积不宜小于0.12m2,周围弯边的下沿,宜与喷头的溅水盘平齐,用以积蓄热气流。本研究利用FDS模拟与实验的方式,分析集热板位于火源上方时集热效应。在有效控制每一次火源燃烧均相同的情况下,集热板的设置明显会造成热对流传导系数(h)与气流流速(v)的差异。如在建筑中设置不适当的集热板,会阻碍高温气流的流动,导致延迟喷头喷水的动作时间。在建筑中装设改良后的即热加强型集热板,可以快速加热感热元件。研究结果显示,玻璃酒精型的热敏元件可以提早1/4至1/3的破裂时间。