矿井主要通风机附属装置的实验研究

通过对矿井主要通风机附属装置的整体模拟实验研究及高阻力部件存在问题的分析，弄清了附属装置各部件的压力损失情况，提出了主要附属装置减阻改造工作的重点和措施。     

液化石油气储罐的热分层及安全设计对策

研究了液化石油气储罐在火灾作用下的热分层现象和规律，并分析了热分层对储罐响应的影响，提出了储罐安全设计的原则和建议。     

三元互溶混合液体闪点预测研究

闪点是评价易燃液体火灾危险性重要指标。文中基于定量结构-性质相关性(QSPR)原理对三元互溶混合液体的闪点与其结构信息间的内在定量关系(M-QSPR)开展了理论研究。从结构信息角度计算混合物描述符,并采用"Kay's mixing rule"混合规则对混合液体的结构特征进行表征,应用遗传-多元线性回归(GA-MLR)算法,优化筛选出与混合体系闪点最密切的结构参数作为输入参数,分别采用多元线性回归(MLR)和支持向量机(SVM)算法建立三元互溶混合液体闪点的理论预测模型,并将其与文献已有模型比较。研究结果表明:预测模型不仅有较好的预测能力,还可揭示影响三元互溶混合液体闪点的主要结构因素及其影响规律。     

聚氯乙烯树脂层对球罐爆炸碎片连锁破坏概率的影响

依据塑性理论分析聚氯乙烯树脂保护层存在条件下的碎片抛射与破坏目标的过程,提出碎片穿透保护层的厚度与动能消耗的计算模型,并根据碎片抛射方程确定碎片碰撞及引发目标连锁破坏的概率。以球罐为例,应用Monte-Carlo法模拟了保护层对爆炸碎片连锁破坏效应的影响规律。结果表明:保护层可占有较大的破坏概率,显著减少目标破坏的可能性,目标连锁破坏概率由于目标穿透破坏概率的下降而平均降低了约4个数量级。偏差分析显示,保护层对连锁破坏概率的降低程度超过了99%。碎片连锁破坏概率随保护层厚度的变化呈现指数递减关系。研究结果可为球罐防护措施的合理选材与设计提供理论依据,为降低多米诺效应出现的频率,应最大限度地避免罐体本身与碎片的接触。     

脂肪族硝基含能化合物撞击感度的QSPR研究

基于定量结构-性质相关性(QSPR)原理,研究脂肪族硝基化合物撞击感度与其分子结构间的内在定量关系。应用遗传函数算法筛选出与撞击感度密切相关的6个参数作为分子描述符;采用多元线性回归方法建立基于该6参数的脂肪族硝基化合物撞击感度预测模型。分别采用内部验证及外部验证的方式对模型性能进行验证,研究结果表明模型具有较高的稳定性、预测能力及泛化性能。     

隔板与保护层对球罐爆炸碎片连锁破坏概率的影响

依据塑性理论分析了隔板与保护层存在的条件下碎片抛射与破坏目标的过程,建立了碎片穿透隔板后三维体系内的运动方程,并以球罐为例,应用Monte-Carlo法模拟了隔板与保护层对爆炸碎片连锁破坏效应的影响规律。结果表明,隔板仅在其尺寸范围内阻止碎片的飞行,降低部分碰撞概率值;而保护层可占有较大的破坏概率,显著减少目标破坏的可能性。偏差分析显示,保护层对连锁破坏概率的降低程度超过了90%,为隔板情况下的2～3倍。碎片连锁破坏概率随保护层厚度的变化呈现指数递减关系。研究结果可为球罐防护措施的设计提供理论依据,为了降低多米诺效应出现的频率,应最大限度地避免罐体本身与碎片的接触。     

基于最大熵原理的卧罐爆炸碎片数量概率分布

分析了储罐爆炸碎片数量与罐形、事故类型、破坏机理的关联性,通过卧罐爆炸事故数据的汇总研究,基于较多的数据,通过统计分析获得了四类爆炸事故数量及碎片数量与分布比例。依据最大熵原理,并通过爆炸事故数据的分析获得可利用的已知信息为碎片数量均值及方差,由此建立四类爆炸事故产生的碎片数量的概率分布模型。结果表明,各爆炸类型生成的碎片数量区间大体上均为［1, 9］,且各类事故中碎片数量1～4均占有较大比例,不同事故类型对应的碎片数量分布比例不同。利用建立的模型计算获得的碎片数量理论概率分布与实际数据的吻合性较好。碎片数量在统计区间［1, 9］内均服从离散指数分布。     

FeS热分解动力学的热分析

FeS诱发含硫油品自燃的事故受到了业界的日益关注.通过在不同升温速率(2,5,8,10,15℃/min)下的热分析实验,应用模型和非模型拟合研究了FeS的热分解动力学机理,结果表明:FeS受热氧化是FeS与氧气物理吸附、化学吸附和化学反应过程,对FeS的模型拟合结果不稳定,可靠性较差;采用等转化率法得到FeS热分解的表观活化能E=(135.81±8.27)kJ/mol;通过Satava-Sestak方程确定了FeS的受热分解符合成核和生长模型函数A2:g(α)=[-ln(1-α)]1/2,其表观活化能E=148.43 kJ/mol,表观指前因子A=3.82×109K/s.     

高压氢气储运设施泄漏喷射火过程预测模型及其验证

近年氢能已迅速成为能源领域“新宠”,正在迎来快速发展的战略机遇期,但氢安全问题仍然是制约其发展的关键,尤以高压氢气储运设施泄漏后引发喷射火灾害较为突出。为了探究高压氢气泄漏过程并对其引发喷射火灾特性参数变化进行评估,本文采用理论分析和实例验证相结合的方法对两起高压氢气泄漏实验案例（90 MPa氢气瓶和6 MPa氢气管道）进行了研究。结果表明：通过模型精度检验,Abel-Nobel气体状态方程适用于当前常用的多种高压氢气储运设施泄漏过程的描述。基于Abel-Nobel气体状态方程、火焰尺寸模型、辐射分数模型和热辐射模型构建的高压氢气泄漏喷射火过程预测模型对实验案例中的泄漏出口气体质量流量、氢喷射火焰长度和辐射热场等的模拟计算结果与实验测量数据基本一致,验证了模型有效性及所含假设合理性。另外在计算中还需要结合实际情况充分考虑高压氢气储运设施发生泄漏时产生的能量损失以及等温流动过程,从而对模型预测精度进行修正。上述结论对于工程实际、氢能安全利用以及灾害预防等具有重要现实意义。     

穿孔与热辐射耦合作用下固定拱顶钢储罐的失效机理

为获得大型钢制储罐在碎片冲击和池火热辐射耦合作用下的失效机理,采用Abaqus建立了高速碎片穿孔和热辐射耦合作用下固定拱顶钢储罐失效分析的有限元模型,分析了储罐在高速碎片冲击作用下的动力响应和穿孔储罐在热辐射作用下的热屈曲响应,研究了储罐壁面的应力变化过程。结果表明,在热辐射单一作用下,储罐由罐壁-罐顶连接处开始发生热屈曲,并出现褶皱变形;在高速碎片冲击与热辐射耦合作用下,高速碎片冲击导致储罐产生穿孔,储罐从穿孔两侧开始发生热屈曲,而且,穿孔导致塑性变形区及其附近区域产生应力集中,与未受冲击的储罐相比,穿孔储罐的罐壁处于更高的应力水平,更容易发生失稳。因此,穿孔储罐的抗火性能降低,热屈曲模式也发生改变。