自然通风房间内油池面积变化对细水雾灭火效果影响的数值模拟

采用大涡模拟、混合物分数模拟和欧拉一拉格朗日粒子运动描述法研究了不同油池面积条件下自然通风房间内细水雾与油池火焰作用过程，分析了加入水雾对着火房间速度场和温度场的影响，推导出油池火焰根部空气卷吸速率与油池尺寸的关系，探讨了细水雾在火羽流的不同区域内的灭火机理。模拟结果表明：加入水雾不仅降低了着火房间热烟气层温度，而且显著影响了房间内速度场，在间歇火焰区和浮力羽流区以及热烟气层主要发挥细水雾的蒸发冷却作用，在恒定火焰区则是蒸发冷却和隔氧窒息共同作用，油池火根部的空气卷吸速率与油池边长的四次方成正比。     

细水雾幕抑制火灾烟气的实验研究

针对复杂建筑内疏散通道等部位的抑烟和防火分隔问题,通过建立细水雾幕防火抑烟模拟实验台,初步研究了细水雾幕抑制火灾烟气的效果.结果表明,细水雾幕对火灾烟气具有很好的抑制作用,在2.0,MPa细水雾幕施加的情况下可使火场烟气的光学密度降低80%,能见度从1.8,m提高到9.5,m;使火场温度降低62%;使烟气穿过细水雾幕的时间延迟40,s,从而能够有效阻挡烟气,为人员安全疏散提供安全的环境条件和充足的时间.     

燃煤PM10在高梯度磁场中的捕集

根据高梯度磁分离原理,在考虑磁场、流场、布朗扩散和惯性作用的情况下,建立了高梯度磁场捕集燃煤可吸入颗粒物的模型,计算了颗粒捕集效率,并将计算结果与试验结果进行对比分析。结果发现,在0.023~9.3μm的粒径范围内,颗粒捕集效率计算值与试验值呈现的趋势基本一致,1~9.3μm的颗粒计算值与试验值吻合较好,误差在5%以内。较高的颗粒磁化强度、磁场强度以及较长的停留时间均有利于颗粒在磁场中的捕集,布朗扩散对于dp<1μm的颗粒捕集效率有较大促进作用,而惯性作用对颗粒捕集效率影响微弱。研究表明,采用高梯度磁场捕集燃煤可吸入颗粒物是一种有效可行的方法。     

基于灰烬沉积的微粒捕集器热再生特性

柴油机微粒捕集器的循环再生过程中,微粒中的不可燃灰烬物质会累积在进口孔道的过滤壁面上.考虑沉积灰烬层对微粒捕集器热再生过程的影响,耦合过滤体孔道内气相质量、动量和能量守恒以及碳烟颗粒的质量守恒与壁面能量守恒方程建立了微粒捕集器热再生模型,采用数值模拟的方法研究不同灰烬沉积状态下过滤体孔道内碳烟颗粒再生与壁面温度沿轴向的分布规律.结果表明:微粒捕集器内沉积的灰烬层增加了碳烟颗粒再生时过滤体的热传导阻力,使得再生时过滤壁面的温度升高,且随着灰烬沉积量的增加,壁面峰值温度增加幅度增大;同时进气孔道前端温度的升高会加快后端孔道内碳烟的氧化速率,进一步增加再生时后端壁面的峰值温度.因此,为避免灰烬层对微粒捕集器工作状态的影响,必须根据过滤体内灰烬的沉积量严格控制微粒捕集器再生时碳烟颗粒的承载量.     

管道内甲烷火焰穿越水雾区的传播特性

利用自行设计的火焰传播实验系统研究了甲烷火焰穿越水雾区的传播现象；运用数字摄像、光电测速和温度测量等技术研究了不同水雾条件下的甲烷火焰传播速度、火焰阵面轨迹及火焰结构特性。结果发现：水雾与甲烷火焰作用后，火焰颜色明显变红。水雾量较小时，甲烷火焰会被加速；水雾量增大到一定值后，甲烷火焰会在水雾区某一位置滞留一段时间，随后火焰再加速传播或熄灭(对应更高的水雾量)。分析认为这种现象的出现与水雾在甲烷火焰区的吸热、蒸发膨胀和化学阻化等物理化学综合效应有关。     

船舶机舱水雾灭火相似模型分析与设计

以某型3000吨级船舶机舱为原型,根据对船舶机舱火灾蔓延规律的相似理论分析,建立了小尺度船舶火灾模拟实验舱的相似物理模型;确定了船舶机舱细水雾模拟的相似准则关系,并建立了模拟机舱细水雾灭火系统相似物理模型;依据IMO相关细水雾灭火系统有效性评估的实验场景设置和相似模型设计,采用FDS（4.0）对模拟实验舱内细水雾灭火系统进行了数值模拟的实验研究.实验结果表明,在忽略热辐射作用的条件下,对细水雾灭火系统采用相似理论分析,并建立的相似缩比模型可以较好的模拟原型舱室细水雾灭火过程与规律.     

细水雾熄灭K类火灾的全尺寸模拟实验

利用ISO 9705全尺寸多功能热释放速率测试仪在开放空间研究了细水雾作用下K类火灾的发展过程,实验中对细水雾作用下食用油火的温度、热释放速率及烟气的主要特性参数变化规律进行了测量与研究,分析了预燃时间对灭火有效性的影响,系统地阐述了细水雾作用下K类火灾关键特性参数的变化规律．实验发现,细水雾可以有效地抑制K类火灾的发展,在其作用下火焰温度及热释放速率快速降低,并可以有效地冲刷烟气,降低一氧化碳及二氧化碳的浓度,提高氧气的浓度及火场能见度．同时利用稳定火源热释放速率模型计算了K类火灾发展阶段的热释放速率,与实验测量结果比较发现,模型可准确地预测K类火灾发展阶段的热释放速率的变化规律．     

超细水雾与甲烷二维对冲火焰作用的模拟研究

基于Tsuji燃烧器模拟研究了常重力与微重力下超细水雾与二维对冲火焰作用的异同点,验证常重力下的试验结果对于微重力环境下的适用性.结果表明:无细水雾作用时,低应变率下火焰温度和位置对于重力较为敏感;细水雾作用后,高应变率下火焰温度对重力较为敏感.随着细水雾粒径的增大,重力和浮力对于粒子运动的影响逐渐增大.在常重力、低风速下使用较高浓度的小粒径水雾进行试验的结果对微重力下的情况有一定参考价值.     

柴油机尾气颗粒捕集气固两相流模拟研究

本文运用离散相模型和多孔介质模型建立了柴油机颗粒捕集器的二维物理模型和气固两相流模型.研究表明模拟的多孔介质流场压力与实验测量结果相对误差小于±5%,模拟的颗粒捕集率达到75%～92%,且与流速和颗粒直径有关,研究结果对颗粒捕集器的优化设计提供了依据.     

消烟助燃效应的实验测试技术

消烟助燃效应的实验测试十分复杂，包括消烟助燃剂效果的评定和作用机理的考察。在消烟助燃剂效果的评定方面，无烟火焰高度计和低压氧弹法适合一般研究，而台架试验和行车道路试验是消烟助燃剂产品评定的可靠方法，在线质谱，激光与光学装置和全气缸取样装置在消烟助燃剂使用机理研究中特别有用，由于取样过程会对分析结果造成影响，能进行无样检测的激光与光学技术是消因助燃剂作用机理测试方法的发展方向。     

细水雾抑制气体扩散火焰的机理研究

应用三维LDV／APV系统和热成像方法，测量了细水雾和气体扩散火焰作用过程中的细水雾雾场、火焰温度场并研究了细水雾和气体扩散火焰的作用过程．探索了细水雾抑制火焰的机理和规律，比较了细水雾抑制气体扩散火焰时3种主要灭火机理，用数据定量表征了细水雾灭火时，水雾的蒸发潜热吸热作用、热容吸热作用以及稀释氧气作用对抑制气体扩散火焰所做的贡献，细水雾直接喷射或被卷吸进入火焰内部时，由于表面积大，吸收热量快，迅速汽化，体积扩大。大量的汽化潜热会降低火焰区及气相燃料的温度，细水雾及其蒸汽吸收部分热辐射，降低对燃料的热回馈，减少其汽化蒸发，从而降低反应区的可燃气体积分量。这些因素都会大大降低化学反应速度，抑制火灾的发展，直至扑灭火灾。     

细水雾与油雾火焰相互作用的实验及数值模拟研究

开展了细水雾抑制熄灭燃油油雾火的实验研究,并在试验研究的基础上,利用大型计算流体力学商业软件模拟研究细水雾与油雾火焰的相互作用。研究表明,细水雾熄灭油雾火的机理是降低可燃物与氧气混合浓度比和动力学效应、火焰冷却与衰减热辐射。在细水雾与油雾火焰相互作用动态过程中模拟计算与实验有一定程度的吻合;模拟计算表明细水雾有效灭火的前提是快速穿透火焰。     

细水雾对油池火热释放速率影响的初步研究

热释放速率是反映火场规模与发展的最重要的基础参数,利用ISO9705实验台进行细水雾灭火有效性的影响因素及相关机理研究,不仅能营造出一个真实的室内火灾环境,而且能够得到火场的热释放速率。对汽油池火的初步实验表明：热释放速率曲线能直接反映出细水雾对火源的作用;细水雾作用下燃烧总的热释放量减少很大;开启水雾的时间不同,细水雾对热释放速率峰值的削减程度不同。     

改进的动力学模型对DPF热再生过程的影响

针对柴油机颗粒捕集器的再生过程建立了数学模型.考虑到颗粒在反应过程中比表面积变化对反应速率的影响,通过热重分析仪上的等温氧化实验和程序升温实验,求得了柴油机碳烟颗粒氧化的比表面积变化函数和动力学参数,建立了碳烟氧化的反应速率方程.通过数值模拟将本模型与传统的Bisset-Konstandopoulos模型(B-K模型)进行对比,结果表明,由于采用了更符合碳烟氧化过程的反应方程,本模型计算得到的再生时间短、最大壁面温度高、最大壁面温度梯度大,而B-K模型计算结果高估了再生时间,低估了最大壁面温度和最大壁面温度梯度,不利于再生过程的安全性和经济性分析.     

封闭空间内细水雾去除微细粉尘的影响因素实验研究

为研究细水雾去除悬浮在空气中的微细粉尘的影响因素,自行设计了小型封闭腔体并进行了不同工况条件下的细水雾降尘实验。首先采用阴影法对5种工作压力下的细水雾特性进行了测量表征,在此基础上开展了不同雾化特性细水雾对不同质量浓度PM5粉尘的降尘实验,实验中考虑了喷雾时长为5和10s两种情况,所测试粉尘为面粉;此外,还测试研究了不同粉尘粒径分布对细水雾降尘效果的影响研究。研究结果表明:细水雾对PM5粉尘的降尘效率随粉尘初始质量浓度的增加而提高,但当初始质量浓度增加到一定值后,降尘效率的提高不再明显;细水雾雾滴越细越密,其对PM5粉尘的降尘效率越高;延长细水雾喷雾时长,在一定程度上能够提高细水雾对PM5的降尘效率,且低质量浓度PM5比高质量浓度PM5受喷雾时长影响更大;针对平均粒径相差无几的粉尘,细水雾对粒径分布范围小的粉尘的降尘效率比对粒径分布范围大的粉尘的降尘效率高,预测细水雾降尘效率使用粉尘粒径分布范围比使用平均粒径更准确。     

不同排烟条件下细水雾扑灭油池火的实验研究

通过全尺寸模拟实验研究了细水雾和机械排烟共同作用下小室火灾烟气特性.实验中通过改变变频器频率来调节风量和风速,通过封堵来改变排烟口位置及其开口大小,研究分析了细水雾和机械排烟共同作用下火场的温度和CO体积分数变化.实验结果表明,随着排烟强度的增加,细水雾灭火时间延长,烟气平均升温速率和平均降温速率均下降,CO体积分数降...     

基于改进的详细碳烟模型的柴油燃烧碳烟颗粒物的生成特性

采用改进的详细碳烟模型,耦合了由正庚烷和甲苯组成的混合燃料的简化反应机理.在碳烟模型中,考虑了反应中生成的乙炔类异构体和多环芳香烃前驱物对碳烟颗粒成长过程的影响作用,分别以可视化发动机和单缸柴油机台架试验的结果,对详细碳烟模型预测柴油机碳炯生成和氧化过程的准确性和有效性进行了验证.结果表明,模拟得到的缸内压力、放热率曲线以及着火时刻和试验结果吻合较好,得到的碳烟浓度瞬态二维分布与采用双色法得到的试验结果较为接近,碳烟排放量的模拟值与试验值的变化趋势基本一致,因而本文的详细碳烟模型可较好地预测不同工况条件下柴油机碳烟颗粒排放的变化趋势.同时,采用提出的详细碳烟模型对柴油机内碳烟颗粒数密度和平均尺寸进行数值模拟,研究其在柴油机缸内的变化情况,结果表明,碳烟颗粒的直径在预混燃烧期和急燃期急剧增加,在缓燃期以及燃烧后期收敛于某一稳定值.     

复合相变对WFGD内细颗粒物的协同控制研究

鉴于传统湿法脱硫系统粉尘捕集效率较低的问题,本研究通过系列的小试实验、数值模拟和中试验证,开发出基于相变凝聚和湍流凝并的复合相变技术,可以有效改善烟气中水蒸汽相变凝结及含尘液滴碰撞聚并环境,强化水蒸汽在微细颗粒物表面的析出和含尘液滴在湍流场中的快速长大,促进后续脱硫浆液和除雾器对含尘液滴的捕集脱除,提高湿法脱硫系统的除尘效率。     

灭火添加剂对细水雾性质与灭火效能的影响

为了提高细水雾的灭火效能,研究了两种复合细水雾灭火添加剂G1和G2对水的物理化学性质的影响.通过试验研究了G1和G2对水溶液密度、黏度、表面张力、细水雾粒径分布以及灭火效能的影响.结果表明,G1和G2对水溶液的密度和黏度影响不大,G1使水溶液的表面张力和细水雾的雾滴粒径减小,G2使水溶液的表面张力和细水雾的雾滴粒径增大.通过清水细水雾和含G1和G2的细水雾熄灭煤油池火的试验,得到灭火效能的顺序:含G1细水雾＞含G2细水雾＞清水细水雾.分析了含G1和G2的细水雾对煤油池火的抑制熄灭机制,G1和G2中各成分之间的偶合效应提高了细水雾的综合灭火效能,含有G1的细水雾主要是通过提高细水雾蒸发吸热降温效果及气相俘获自由基的作用来提高灭火效能,而含有G2的细水雾主要通过提高大粒径雾滴穿透火羽流,冷却燃烧物表面及气相俘获自由基的作用提高灭火效能.     

湿式电除尘器控制系统的设计与应用

<正>湿式电除尘器是一种用来除去含湿气体中的尘、酸雾、水滴、气溶胶、臭味、PM2.5等有害物质的有效设备。其主要工作原理是在集尘极和放电极之间施加数万伏直流高压电形成强电场,同时直接将水雾喷向放电极和电晕区,水雾在强电场内荷电后分裂进一步雾化,电场力、荷电水雾的碰撞拦截、吸附凝并,共同对粉尘粒子起捕集作用,