室内通风开口高度对轰燃的影响

本文利用小规模火灾实验箱研究通风口高度对轰燃的影响。实验结果表明:通风开口处于下方时要比处于上方时更容易与新鲜空气接触,燃烧速率加快,室内达到最高温度更容易。     

Hurst指数在判别火灾轰燃中的应用

为研究建筑火灾中温度的分形参数对轰燃判别的影响,利用火灾动力学模拟器对所构建的物理模型进行数值计算,在分析温度场和流场的基础上,根据分形理论基本原理,对该火灾模型温度变化过程所具有的非线性、突变性和分形降维特性进行分析与研究。运用分形理论R/S分析法,确定温度时序分形动力学参数的温度Hurst指数,并以室内某点温度为例,计算火灾轰燃发生时的 Hurst 指数。通过分析和评价温度Hurst指数与轰燃发生的关系,发现 Hurst 指数随着轰燃的发生出现降维突变规律,且降维时间与轰燃发生时间相吻合。这表明温度Hurst指数是评价火灾轰燃发生的一种有效的非线性分形动力学参数。     

轰燃机理的研究及在防、灭火中的应用

随着经济技术的发展,人们的生活质量越来越高,对室内的装修也越来越注重,可是当室内发生火灾时,人身伤亡和财产损失也愈加惨重。轰燃会使室内火灾更加严重,会导致室内全面燃烧。从消防角度来说,室内火灾一旦发生轰燃,不但灭火救援难以开展,还会导致消防官兵的人员伤亡,因此对轰然的研究和对轰燃机理的掌握能够使消防官兵成功开展救援;合理的防火工作能够将轰燃发生的可能性降到最低。     

GHL01炸药烤燃实验的尺寸效应与数值计算

在不同升温速率下,对不同尺寸的GHL01炸药装药进行了烤燃实验,建立了烤燃实验的计算模型。分析了装药尺寸对炸药烤燃临界环境温度和响应程度的影响,根据实验结果标定了反应模型的动力学参数。结果表明,GHL01炸药的烤燃实验存在一个临界升温速率,当升温速率大于临界升温速率时,随着装药直径的增加,炸药发生点火的临界环境温度增大,当升温速率小于临界升温速率时,随着装药直径的增加,临界环境温度先减小后增大,存在极小值(即最小临界环境温度),且随着升温速率的减小,最小临界环境温度降低。GHL01炸药的临界升温速率为0.2~0.4K/min。按照GHL01炸药点火的原因不同,提出了以临界升温速率作为慢速烤燃和快速烤燃的分界点。     

热刺激强度对DNAN基熔铸炸药烤燃响应特性的影响

为研究热刺激强度对DNAN基熔铸炸药烤燃试验的热反应规律,利用自行设计的烤燃试验装置,采用多点测温烤燃试验,在升温速率0.055、1.0、2.0K/min下对该炸药进行了烤燃试验。建立了炸药烤燃计算模型,分别模拟计算了升温速率0.055、0.5、1.0、2.0、3.0、5.0K/min下的烤燃响应情况。结果表明,升温速率对DNAN基熔铸炸药的相变温度、响应温度、点火位置都有较大影响;升温速率为0.055K/min时,炸药发生相变和响应时的温度较低,点火区域位于药柱中心;升温速率为5.0K/min时,炸药发生相变和响应时的温度较高,而点火区域位于药柱上、下两端环状区域;随着升温速率的增大,炸药的响应温度不断升高,相变时的温度呈对数增加。     

装药尺寸及结构对HTPE推进剂烤燃特性的影响

利用自行设计的烤燃实验装置,对HTPE推进剂小尺寸烤燃试样分别进行了升温速率为1、2℃/min的烤燃实验,以此为基础,建立了小尺寸烤燃试样和固体火箭发动机的三维计算模型,利用Fluent软件分别对两者不同升温速率下的烤燃行为进行了数值模拟计算,研究了小尺寸烤燃试样与固体火箭发动机的装药尺寸及结构差异对HTPE推进剂烤燃响应特性的影响。结果表明,HTPE推进剂的烤燃响应时间、响应温度随升温速率的变化趋势与装药尺寸及结构无关,但响应时间和响应温度的绝对值与装药尺寸及结构均有很大关系,升温速率为3.3℃/h(0.055℃/min)时,小尺寸烤燃试样的响应时间为40.3h,响应温度为158℃,而固体火箭发动机响应时间为28.83h,响应温度为120.13℃。推进剂装药尺寸及结构对烤燃点火位置有明显影响,进而影响到烤燃速度范畴的区分,小尺寸烤燃试样慢烤升温速率不大于2℃/min,而固体火箭发动机慢烤升温速率为小于0.5℃/min。因此,对快速、慢速烤燃的严格划分,必须结合装药尺寸、装药结构及推进剂种类等因素进行。升温速率对固体火箭发动机存在热积累临界位置效应,本研究条件下影响热积累临界位置的升温速率为0.5℃/min。     

基于高斯模型的硫化氢泄漏危险区域模拟分析

硫化氢气体泄漏是一种严重的安全事故,将会对周围人员和环境造成极大影响。当硫化氢发生泄漏时,为了能够准确预测其危险区域,文中以Gaussian扩散模型为基础,以MATLAB软件为工具,对含硫气体在不同条件下可能形成的硫化氢中毒区域进行了模拟分析。分析结果表明泄漏速率相同时,风速越大,形成下风向危险边界距离越短,危险区域面积也会相应减小;在同样的工况条件下,当含硫气体泄漏孔径越大时,泄漏量也越大,从而形成的危险距离也会越长,影响的面积越大。     

液位控制系统干预下小孔全过程泄漏速率模型

泄漏速率是计算泄漏量、确定泄漏持续时间及评估泄漏风险的前提和基础,通过搭建液相储罐小孔泄漏实验系统,构建不同泄漏场景,对比液位控制系统干预下的泄漏速率变化情况,并结合泄漏速率模型计算值进行分析。结果表明：液位控制系统响应后,泄漏速率下降速度变缓,并随时间推移逐渐开始回升,最后稳定在某值处达到稳态泄漏,进出流量对储罐小孔泄漏速率的影响基本可忽略。通过改进储罐泄漏经典公式,建立基于实际液位控制系统干预条件下的储罐小孔泄漏速率模型,提出泄漏孔口高压修正系数计算方法和模型,通过验证分析证明该模型可有效提高液位控制系统干预下泄漏速率计算精度。     

高压高频动态脉冲电场参数对水滴聚并速率的影响

在室内动态实验研究基础上,全面考察高压高频脉冲电场的场强、频率、占空比对静电聚结器出口水滴粒度分布、中位粒径以及静电聚结器平均功率的影响规律,归纳了水滴聚并速率模型。研究结果表明,在乳状液初始分布一定的情况下,一定范围内增大电场强度、电场频率和脉宽比,有助于提升水滴的静电聚并速率。电场强度超过1.87k V?cm-1后发生电分散,聚并速率降低。连续相的黏度越小,水滴在迁移聚并过程中的阻力越小,聚并速率越大。脱水电流随各电场参数的增加而增大,电流过大时,部分电场能经水链发生泄漏,水滴聚并速率有所降低。所得到的水滴聚并速率表达式反映了高压高频脉冲电场参数对水滴聚并规律的影响,为脉冲静电聚结破乳机理的深入研究奠定基础。     

液位控制系统干预下小孔全过程泄漏速率模型

泄漏速率是计算泄漏量、确定泄漏持续时间及评估泄漏风险的前提和基础,通过搭建液相储罐小孔泄漏实验系统,构建不同泄漏场景,对比液位控制系统干预下的泄漏速率变化情况,并结合泄漏速率模型计算值进行分析。结果表明:液位控制系统响应后,泄漏速率下降速度变缓,并随时间推移逐渐开始回升,最后稳定在某值处达到稳态泄漏,进出流量对储罐小孔泄漏速率的影响基本可忽略。通过改进储罐泄漏经典公式,建立基于实际液位控制系统干预条件下的储罐小孔泄漏速率模型,提出泄漏孔口高压修正系数计算方法和模型,通过验证分析证明该模型可有效提高液位控制系统干预下泄漏速率计算精度。     

Experimental study of fire compartment with door opening and roof opening

A series of reduced‐scale experimental fires was conducted to study the characteristics of fire induced vent flows in a reduced‐scale post‐flashover fire compartment with a door opening and a roof opening. The fire source was a heptane pool fire near the wall furthest from the door vent. In the study, the roof vent opening area was systematically varied between experiments and the characteristics of vent flows through the door opening are presented as a function of the roof vent opening area. The experimental results show that the mass flow rate of air into the compartment increases linearly as the size of roof vent opening increases. Analytical vent flow calculations based on the hydrostatic pressure difference between two quiescent environments are presented for a post‐flashover fire compartment with both horizontal and vertical openings. The calculated results are in good agreement with the experimental measurements. Copyright © 2005 John Wiley & Sons, Ltd.     

Experimental study of the influence of interior lining distributions on flashover in the enclosure with different ceiling structures

Different distributions of interior linings in an enclosure have been studied to reveal the influence on time to flashover. Two kinds of ceiling structures, flat ceiling and flat ceiling with beams, were used for enclosure. Six full‐scale experiments were performed to investigate the occurrence of flashover in large enclosures. Heat release rate, gas temperature, and surface temperature of the enclosure were measured and analyzed. Experimental results show that time to flashover is extended for enclosure with large surface areas and large doors. Whether lining the interior linings on the ceiling or beams has a significant effect on flashover. Considering that ceiling fires have effect on the progress of the spread of flame on the wall, time to flashover is reduced for the tests that are fitted with the interior linings on the wall of the enclosure. In the enclosure with beams, the direction of spread of flame on the ceiling is changed, resulting in the change of time to flashover. Additionally, the strength of ceiling jets that is affected by the heat release rate of fire source and the area of the interior linings mounted on the fire source influenced region affects flashover. It is observed that flashover occurs when flame fronts are throughout the upper part of the back wall and the flame‐covered area on the back wall exceeds 0.2 times the area of the back wall.     

自泵送机械密封与螺旋槽机械密封的性能比较

运用Fluent软件对泵入式自泵送机械密封与螺旋槽流体动压型机械密封进行三维流场动力学仿真分析,比较研究了两种流体动压型机械密封在不同几何参数和操作条件下的端面开启力和泄漏率。结果表明：在相同的结构和操作条件下,螺旋槽机械密封的动压效应和泄漏率均大于自泵送机械密封的相应值,其开启力与泄漏率的比值小于自泵送机械密封的相应值的比值;端面结构参数和转速对螺旋槽机械密封的开启力和泄漏率影响显著,对自泵送机械密封影响不明显。螺旋槽机械密封比自泵送机械密封在性能上具有更高的尺寸依赖性。     

自泵送流体动压型机械密封性能分析

基于离心泵工作原理提出了一种自泵送流体动压型机械密封,并运用Fluent软件对自泵送型槽进行了三维流场动力学仿真分析,探讨了几何参数和工况参数对自泵送流体动压型机械密封性能即端面开启力和泄漏率的影响。研究结果表明:转速增大,开启力和泄漏率均减小;介质压力、槽台宽比、引流孔孔径及螺旋角增大,开启力和泄漏率均增大;随着槽数、槽长坝长比的增大,开启力均有所降低,泄漏率略有增大;槽深对开启力和泄漏率的影响趋势相似,存在一个使开启力较大而泄漏率较小的槽深;通过型槽参数匹配,自泵送流体动压型机械密封可以获得足够的开启力和较低的泄漏率。     

节流孔出气模式对静压干气密封稳态性能影响

以径向单列和多列小孔节流静压干气密封为研究对象,采用湍流大涡模拟方法分析了节流孔位置和气膜厚度对单列小孔节流静压干气密封开启力、气膜刚度和泄漏率等稳态性能的影响,对比分析了不同节流孔径向出气模式和周向排布对径向多列节流静压干气密封稳态性能的影响,获得了不同膜厚条件下最佳的节流孔出气模式,在此基础上提出一种出气模式在线可调的新型静压干气密封结构。结果表明：相较于经典单列节流静压干气密封,小膜厚时（膜厚＜10 μm）径向上、下游同时开孔的多列节流静压干气密封,以及大膜厚时（膜厚>10 μm）径向上、中、下游同时开孔的多列节流静压干气密封开启力和气膜刚度显著提高,最大增幅分别达到15%和25%;通过选取合理的节流孔出气模式可满足不同条件下静压干气密封高气膜承载能力、低泄漏率和低耗气量的性能需求。     

主汽阀阀盖法兰侧壁开孔强度分析

以主汽阀为例,应用ANSYS有限元软件对在法兰侧壁开孔后的主汽阀阀盖进行强度分析,并实施带压堵漏。有限元模拟与实际应用结果表明:所开圆孔不会对阀盖法兰的强度造成重大影响,验证了应用有限元模拟进行强度校核方法的可行性。     

含杂质二氧化碳实际气体干气密封性能研究

基于EOS-CG模型和GERG-2008模型计算含杂质二氧化碳混合气体的密度,基于CO₂-Pedersen模型计算混合气体的黏度。利用模型计算数据拟合获得含杂质二氧化碳混合气体密度、黏度与压力的关系式,用以描述混合气体的实际行为以及黏度随压力变化的规律。采用有限差分法求解稳态雷诺方程,得到了纯二氧化碳和含杂质二氧化碳干气密封开启力、泄漏率以及气膜刚度,并分析了杂质对二氧化碳干气密封性能(开启力、泄漏率、气膜刚度)的影响。考虑的变量有端面平均线速度、气膜厚度、进口温度以及进口压力等。结果表明：当进口压力为15.26 MPa,进口温度为363.15 K,线速度为74.030 m/s,气膜厚度为3.05 μm时,含杂质二氧化碳干气密封开启力和泄漏率都小于纯二氧化碳干气密封开启力和泄漏率,且杂质含量越多,差别越明显;杂质对二氧化碳干气密封开启力、泄漏率、气膜刚度的影响随端面平均线速度的增大而增大;对泄漏率、气膜刚度的影响随气膜厚度的增加而减小;对开启力、泄漏率、气膜刚度的影响随进口温度的增大而减小;对开启力的影响随进口压力的增大先减小,再增大,最后减小,对泄漏率的影响随进口压力的增大先增大后减小,对气膜刚度的影响随进口压力的增大先减小后增大。     

Quarter-scale room-fire tests of interior finishes

A technique for estimating fire-buildup in rooms with combustible interior finish is discussed. Use of the technique resulted in good agreement between fires conducted in one-quarter-scale rooms with a doorway opening and those performed in full-scale rooms. The effects of burner location and heating rate on flashover in a well-insulated room were also studied to help select a suitable ignition source size and placement for testing of interior-finish materials.     

尿素合成塔液相泄漏蒸气爆炸压力计算

基于热力学理论,对尿素合成塔液相区泄漏的蒸气爆炸进行了理论计算。将裂纹型缺陷作为泄漏口,并且认为裂纹张开面积随内部压力载荷的变化而变化,从而对泄漏速率产生影响,进而影响内部爆炸压力载荷的反弹。计算结果表明:盛装高温、高压物料的尿素合成塔的液相区泄漏能够引发蒸气爆炸。