基于场-网络耦合模型建筑内区会议室CO2分析

用场-网络耦合模型对哈尔滨某综合办公建筑进行空气流动分析,以建筑某内区会议室为例,对不同工况下室内空气流动和CO₂体积分数分布进行研究,分析影响会议室CO₂体积分数的重要因素。在过渡季对会议室进行了现场实测,模拟结果与实测结果具有一致性。进一步研究过渡季和夏季的若干其他工况,探究建筑不同门窗开启比例对会议室CO₂体积分数分布的影响。夏季建筑外窗关闭条件下,建筑整体空气流通较弱,会议室容易出现CO₂体积分数高的情况。因此,在必要时,应该对会议室采取机械通风措施。不同季节对会议室CO₂体积分数水平影响较大。建筑门窗开启比例也对会议室CO₂体积分数分布具有影响。     

高校教室二氧化碳监测与受访者主观评价

针对武汉地区内廊式教室,在外窗关闭的情况下,实测分析关门、开门以及不同教室面积条件下教室内CO_2体积分数,调查受访者对教室内空气品质的评价及高效学习持续时间。开门可以确保小教室室内CO_2体积分数保持在较低水平。在室外温度比较低的冬季,为保证室内温度,宜采取开门措施确保室内CO_2体积分数保持在较低水平。在关门以及室内人数不变的情况下,教室面积对CO_2体积分数有较大影响,教室面积越大,CO_2体积分数越低且随时间增长速度越慢。在关门状态下,绝大多数的受访者对室内空气品质不满意。在开门状态下,则相反。与关门状态相比,开门状态有助于受访者保持更长时间的高效学习。在关门状态下,小教室内的大多数受访者认为室内环境质量差,且保持高效学习的时间比较短。在室内环境质量、高效学习时间方面,中等教室、大教室明显优于小教室,特别是大教室。     

高高原环境下锂离子电池热失控烟气特性

为探究高高原机场低压低氧环境对锂离子电池热失控行为中喷射火焰温度、热释放速率及烟气组分等参数的影响，构建锂离子电池低压试验平台，以4节单体18650型锂离子电池构成电池组，分别模拟高高原机场（50 kPa）、平原机场环境（90 kPa）下锂离子电池热失控试验。结果表明：在50 kPa工况下，池体破损程度、热释放速率及喷射火焰温度均有所下降，喷射火焰峰值温度降低约241.3 ℃。50 kPa工况下产生的热解烟气中C_xH_y、CO等易燃气体浓度更高，最高体积分数分别可达3 134.50×10^-6和0.860%，并且随热释放速率的增加热增加；在90 kPa工况下呈现相反趋势，C_xH_y、CO气体浓度均有所下降，且随热释放速率的增加热降低。90 kPa工况下电池燃爆更为剧烈，作为物质完全燃烧的证明，CO₂气体浓度高于50 kPa工况下试验值，最高体积分数可达1.510 7%。     

多孔陶瓷板催化燃烧炉窑特性研究

基于催化堇青石蜂窝陶瓷板研制完全预混循环水冷燃烧器,应用于天然气催化燃烧炉窑系统。在炉门开启工况下,研究炉窑的一次点火升温曲线、陶瓷板表面温度分布及过剩空气系数对炉窑污染物排放的影响。在炉门关闭工况下,研究输入功率对炉窑污染物排放、辐射热流量、辐射效率的影响。燃烧器的一次点火升温经历气相燃烧—火焰吸附—缓慢升温—稳定燃烧4个阶段,通过选用适当热导率的多孔介质可以缩短燃烧器的点火升温时间。炉门开启阶段,随过剩空气系数增加,燃烧器壁面垂直温度梯度逐渐减小,催化陶瓷板表面平均温度先增后减,当过剩空气系数为2.0时,垂直温度梯度为0.3 K/cm,表面平均温度达到最大值973 K。炉门开启阶段,CO、NO_x体积分数随过剩空气系数增加而增大,当过剩空气系数为2.1时,CO、NO_x的最大体积分数分别为10×10^-6和14×10^-6,CH₄体积分数始终为0。炉门关闭阶段,随着炉窑输入功率增加,CO、NO_x、CH₄体积分数逐渐降低,最大体积分数分别为...     

氧体积分数对阻燃三元乙丙橡胶燃烧特性的影响

阻燃三元乙丙橡胶广泛用于公共建筑、交通工具等领域,火灾时其周围的氧体积分数会发生变化。为研究此类材料在真实火灾中的情况,以铺地用的阻燃三元乙丙橡胶为样品,采用火焰蔓延仪和热重/差热同步分析仪,在不同氧体积分数的氧氮混合气氛下进行试验,研究氧体积分数对燃烧特性的影响。结果表明,有氧气氛下,氧体积分数降低时,失重速率、放热量和活化能均降低,但反应模型不变。样品能够发生明火燃烧的氧体积分数范围为15%～18%。有明火燃烧时,氧体积分数降低时,火焰降低,刺激性黑烟量减少,残留物表面灰白色区域和裂纹减少,裂隙变浅;临界热辐射通量、等效对流换热系数和引燃温度升高,HRR曲线第一个峰值和火势蔓延速率降低;CO产率第二个峰值以及CO/CO₂值升高。在无明火燃烧时,样品释放出大量灰烟,残留物中部凸起,表面中部为灰黑色、有金属光泽的,底部有黄褐色黏稠液体,CO和CO₂产率远低于有焰燃烧。     

基于PM2.5浓度复原数据的建筑自然通风量测量方法

自然通风是一种常见且重要的通风方式，对于建筑能耗和室内空气质量都有重要影响。自然通风量的测量一般需要使用特定的示踪气体或利用人体释放的CO₂,可操作性和准确性较差。本文提出了基于PM2.5浓度复原数据的建筑自然通风量测量方法。通过开启、关闭空气净化器控制室内PM2.5浓度的升降，利用浓度上升段和下降段的数据，结合质量平衡方程，同时得到建筑房间自然通风量和空气净化器的洁净空气输送速率R_CAD。模拟验证了该方法的有效性，并在2个不同地点评估了方法的实用性，与传统的CO₂浓度衰减法测量的自然通风量对比，PM2.5浓度复原法的相对误差分别为19.4%与20.3%,2组实验测量的R_CAD值相对误差为22.1%。该方法较好地弥补了现有自然通风量测量方法的不足，不需要使用额外的示踪气体，操作简单易行，可以用于实际条件下建筑物自然通风量的测量和空气净化器的R_CAD值校核。     

基于示踪气体法的车内新风量计算方法研究

基于示踪气体法，利用人体产生的CO₂作为示踪气体，在测量乘用车内CO₂体积分数的基础上，分别采用差分法、稳态法、非线性回归法计算车内新风量，讨论计算方法的实用性。同一计算方法下，当车速一定时，车内新风量随着风扇档位升高而增大。当风扇关闭时，新风量基本随着车速的增大而增大。相同工况下，3种方法计算的新风量不一致，差分法的计算结果最小，非线性回归法的计算结果最大，稳态法的计算结果居中。随着风扇档位升高，差分法与稳态法计算结果的差距减小。非线性回归法的计算结果明显高于其他两种方法，尤其是在风扇开启时。对于非线性回归法，当风扇开启时，不论车速高低，车内CO₂体积分数实测值与回归值拟合程度均比较差。当风扇关闭时，不论车速高低，车内CO₂体积分数实测值与回归值拟合程度均比较好，且车速越低拟合程度越好。非线性回归法适用于车辆低速且风扇关闭工况。对于差分法，时间间隔对车内新风量的计算结果没有明显影响。对于稳态法，车内稳态CO₂体积分数对车内新风量的计算结果影响显著。差分法的重现性好，准确度高。     

TiO2光催化水泥基材料降解汽车尾气研究

以纳米TiO₂和N-TiO₂作为光催化材料，以透水混凝土作为水泥基基底材料，制备出了光催化透水混凝土，测定了其不同光照条件下光催化降解汽车尾气的能力，并基于试验数据进行了光催化反应动力学的拟合计算。试验及计算结果表明：在2种光照条件下，纳米TiO₂和N-TiO₂光催化透水混凝土降解汽车尾气成分效率：NO_x>HC>CO；自然光照条件下，N-TiO₂涂层光催化降解汽车尾气能力低于纳米TiO₂涂层；在紫外光照下纳米TiO₂涂层降解汽车尾气中的CO试验反应动力学常数为6.40×10^-3 min^-1，自然光照下纳米TiO₂和N-TiO₂涂层反应动力学常数分别为2.67×10^-3 min^-1和2.28×10^-3 min^-1。     

地铁站台火灾不同排烟模式对人员疏散的影响

为研究火灾场景下不同排烟模式对人员疏散的影响,以某双层岛式地铁车站为原型,通过FDS软件建立火灾模型,分析4种排烟模式下地铁站台的火灾烟气温度、CO体积分数、能见度的分布。规定疏散时间360 s内,在人眼特征高度1.6 m处：自然排烟模式下的人员疏散途径区域出现温度大于60 ℃、CO体积分数大于250×10^-6、能见度低于10 m的区域;车站隧道排烟模式下的人员疏散途径区域出现能见度低于10 m的区域;车站公共区排烟模式和车站公共区及车站隧道混合排烟模式下,人员疏散途径区域火灾烟气温度、CO体积分数、能见度均低于疏散指标。     

城市公交车非空调工况下CO2及PM2.5污染暴露特性

为研究城市公交车内污染物扩散特性,在2021年3月进行了大连市内某公交车非空调工况下平峰及高峰时期的内部环境现场实测,分析了气象参数及空气污染情况并分析公交车内人流量、温湿度、CO₂浓度以及颗粒物污染的分布规律及人员颗粒物暴露水平,采用Pearson相关和偏相关值达到方法分析影响公交车污染物的主要因素。结果表明：早高峰时段42.9%的时间车内CO₂浓度超过标准值最为严重,最高值达到2 018 ppm,平峰和晚高峰的超标占比分别为15.6%和34.0%。不同于CO₂浓度,颗粒物的超标现象不显著,车内PM_2.5平均质量浓度12.16μg/m³,未超过低于国家标准二级浓度限35μg/m^3[16],人数变化是影响车内CO₂与PM_2.5浓度的主要因素。本文的研究为城镇居民出行规划和公交车环境调控提供了基础与依据。     

公共交通车辆火灾烟气特性试验研究

设计由保护客舱的客舱喷雾灭火系统以及启动装置组成的公共交通车辆消防安全防护系统,通过实体火灾试验,研究发生火灾并且灭火系统有效时公共交通车辆的烟气温度场分布及温度随时间的变化、烟气组分和浓度。火源最大热释放速率约为9.8 MW。性能展示试验表明,灭火系统开启4 s后油池火即可熄灭。对比门窗开启对烟气温度和烟气组分的影响可知,灭火系统可有效避免公交车内温度升高过快。灭火结束后氧气体积分数恢复较快,有毒气体体积分数呈现先增大后减小的趋势。     

改进酒店旧厨房空调换气系统节能潜力分析

实测了某酒店厨房主要位置在不同换气量条件下空气含氧量,CO和CO2体积分数分布及随使用时间的变化,建立了厨房内污染物平均体积分数随换气次数、使用时间、残留率、污染物理论生成量变化的数学模型。实测结果表明,改进旧厨房空调换气系统节能潜力很大。     

超临界CO2吸附效应对页岩地层井壁稳定影响研究

当利用超临界CO₂作为钻井液钻进页岩地层时，井壁稳定是重点关注问题。超临界CO₂与页岩相互作用复杂，而对于超临界CO₂吸附效应对超临界CO₂开发页岩油气资源过程中的井壁稳定性影响则研究较少。本文将超临界CO₂吸附效应对页岩变形和力学性质影响纳入到超临界CO₂渗流的多物理场耦合过程中，在超临界CO₂运输特性和热力学特性的基础上，构建考虑吸附效应的超临界CO₂钻井多物理场耦合井壁稳定模型。基于有限元数值计算方法，分析超临界CO₂钻进过程中的地层温度、孔隙压力和地层应力的时空分布规律，研究超临界CO₂吸附效应对井壁稳定性的影响。结果表明：超临界CO₂吸附效应引起的固体变形对地层温度和流体渗流没有明显影响；吸附效应对应力分布具有显著影响，吸附应变会使应力值增大，而吸附对弹性模量的影响则会使应力值降低；忽略吸附应变会小幅度低估井壁失稳风险，而忽略吸附对页岩弹...     

生物炭混凝土生命周期CO2排放评价

为评价生物炭混凝土的CO₂排放量,采用生命周期评价技术构建了生物质热解生产生物炭过程的碳排放计算模型、生物炭混凝土从原材料生产到混凝土拆除废弃阶段CO₂排放量化模型和生物炭混凝土服役期碳化-吸收模型,同时研究了生物炭按质量比例取代水泥对混凝土力学性能的影响。在此基础上,计算了1 m³C30生物炭混凝土的CO₂排放量,并与普通C30混凝土CO₂排放量进行对比。结果表明:生物炭作为一种碳负性材料,其碳元素含量越高,CO₂减排效果越好; 当生物炭取代率小于5.0%时,研磨后的超细炭颗粒可以充分发挥填充和内固化效应,有效地提高混凝土的力学性能; 生物炭混凝土生命周期CO₂排放量随生物炭取代率的提高而降低,5%取代率的1 m³木屑生物炭混凝土相比普通C30混凝土,可减排CO₂66.5 kg,减排率为20.7%; 生物炭混凝土在服役期内因碳化吸收CO₂占总碳排放量的1.8%～2.5%,而拆除废弃阶段由于混凝土的比表面积呈指数增长,碳化吸收量需要进一步研究。     

不同性能再生骨料的CO2强化及其碳化率分析

“双碳”背景下，为了加强建筑废弃物的资源利用和减少CO₂气体的排放，利用CO₂强化再生骨料成为主要的措施之一，但CO₂强化不同成分组成和粒径的再生骨料研究相对匮乏。在常温、常压条件下，利用非纯浓度约20%的CO₂分别与不同成分组成和粒径的再生骨料进行碳化作用，并定量表征CO₂强化前后的表观密度、含水率、吸水率和碳化率等参数。结果表明，再生骨料碳化作用后表观密度相对增加，而吸水率和含水率明显降低，与水灰比呈正比；CO₂强化再生骨料的碳化率随再生骨料的水灰比增加而增加，但粒径影响更为显著，粒径越小，碳化率越高，碳化效果好。     

CO2碳化矿渣-CaO-MgO加固土效能与机理探索

CO₂碳化联合工业固废协同加固土技术是旨在替代传统水泥固化方法的新型技术尝试。以工业废料——矿渣为主要材料,辅以活性MgO和CaO形成矿渣-CaO-MgO固化体系,将固化土料均匀搅拌制样后进行CO₂碳化试验。通过无侧限抗压强度、扫描电镜和X射线衍射等试验,探究固化剂掺量、配比、碳化时间和初始含水率等因素对碳化加固土效果的影响。结果表明：CO₂碳化对土体加固具有明显改良效果,碳化24 h试样抗压强度最高可提升25.77倍;碳化试样抗压强度与固化剂掺量（6S4L0M除外）、活性MgO占比呈正相关;碳化试样强度随碳化时间先增加后趋于平缓（或略微下降）、最佳碳化时间为6 h左右,随初始含水率增加而先增加后下降、最佳含水率为16%左右;活性MgO碳化效能明显优于活性CaO,矿渣中低活性CaO并不能显著改良自身碳化性能。CO₂碳化作用促使碳酸盐晶体（CaCO₃、MgCO₃）生成,晶体发育程度与碳化时间、固化剂掺量及活性等因素有关;碳酸盐晶体有效填充试样内部孔隙并黏结土颗粒,形成整体骨架结构使试样强度得以大幅提升。     

南昌高校宿舍夏季睡眠环境现场调查与统计分析

以南昌某高校学生宿舍为研究对象,测量了夏季夜间室内温度、相对湿度、风速、CO₂浓度等环境参数,并对26名受试者睡前和醒后的主观环境评价及睡眠质量进行了调查。利用统计学方法对测量和调查结果进行了分析,结果表明：睡眠状态与睡前清醒状态热中性温度都为25℃,睡眠状态有比清醒状态更宽的可接受温度范围;宿舍夜间CO₂浓度较高,醒后室内空气品质满意度比睡前显著降低,应适当增强通风;睡眠期间较高的室内温度、相对湿度和CO₂浓度都会导致睡眠质量下降;夜间凉爽且通风良好的室内环境更有利于提高学生睡眠质量。     

CO2相变致裂煤的纳米孔隙尺度改造效应

为探讨不同CO₂相变致裂压力对纳米孔隙的尺度改造效应及其对瓦斯(煤层气)运移的影响，开展120,150,185 MPa作用下的CO₂相变致裂煤体实验，综合采用高压压汞、低温液氮吸附、低温CO₂吸附孔隙结构参数测试方法，分析CO₂相变致裂后煤的大孔(>50 nm)–介孔(2～50 nm)–微孔(<2 nm)结构演化特征。结果表明：CO₂相变致裂对大孔和介孔具有扩孔效应；致裂后，大孔平均孔径与孔容大幅度增大，孔表面积降低；介孔平均孔径增大，孔表面积明显降低；孔隙连通性明显增强。CO₂相变致裂过程时间极短，高压气体优先选择裂隙和大尺度孔隙进行扩展，延伸至微孔时，衰减的压力不足以改造具有化学性质的微孔。CO₂相变致裂在大孔–介孔尺度的扩孔效应，随致裂压力的增大而增强；不同变质、变形程度煤的大孔–介孔–微孔发育存在差异；因此，研发“高致裂压力–长作用时效–大能量”的CO₂相变致裂器，有助于进一步增强CO     

夏热冬冷地区过渡季地铁车站空气环境测试及通风空调系统运行策略研究

基于成都市2个地铁站的实测结果,分析了在过渡季地铁车站机械通风的运行现状、站内热湿环境和空气品质。分析结果发现,在过渡季仅靠机械通风均可满足地铁站内的热湿环境要求。地铁车站的平均温度基本维持在22～25℃,相对湿度稳定在40%～70%。公共区CO₂体积分数基本处于(400～1 000)×10^-6之间,均满足GB 50157—2013《地铁设计规范》的要求。测试结果表明地铁站内新风存在过度引入,造成部分能源浪费。基于分析结果提出了适用于夏热冬冷地区过渡季地铁车站通风空调系统在运行阶段可行的节能方案,以达到节能的目的。     

剪切应变速率对淤泥土力学性状影响试验研究

为研究剪切应变速率对高含水量淤泥土力学性状的影响,运用SPAX-2000真三轴测试系统进行了不同周围压力和不同应变速率的固结不排水剪切试验,分析了淤泥土不排水抗剪强度和孔隙水压力随应变速率的变化规律。试验结果表明,高含水量淤泥具有“应变速率软化”现象。在剪切过程中(应变速率为10^-6/s～10^-2/s),淤泥土不排水抗剪强度随剪切应变速率增长而增长,符合指数变化规律;根据试验数据,建立了经验方程式,并求得其应变速率参数η_e1为0.130 5,η_e2为0.131 9;当变率增长10倍时,淤泥土的不排水抗剪强度增长率为13.12%。不同于强结构性黏土,淤泥土的强度随剪切应变速率呈渐进性变化,未出现明显临界速率转折点。在加载初期,孔隙水压力增长和最大孔隙水压力受应变速率影响较明显;在试验过程中,孔隙水压力变化具有一定波动性和滞后性。