细水雾作用下固体表面火蔓延速度变化规律的小尺度实验研究

通过模拟实验进行了细水雾作用下不同固体材料表面火蔓延特性的小尺度实验研究.实验在小型风洞中进行,在有细水雾和无细水雾作用的情况下,分别在不同来流速度条件下深入研究了4种典型固体材料表面火蔓延的规律,定性的描述了细水雾对不同固体材料表面火蔓延的抑制作用,通过比对分析,揭示了细水雾作用下不同类型固体材料表面火蔓延的变化规律,为细水雾的实际工程应用提供参考.     

用锥形量热仪研究细水雾抑制熄灭PVC火

利用锥形量热仪和单流体细水雾系统研究了细水雾抑制PVC火的过程，并观察了重燃现象的发生，测量了实验中热释放速率及O2，CO2，CO和烟气的浓度变化，并对不同细水雾工作压力及不同热辐射流量下的结果进行了比较。由实验可知细水雾能快速扑灭PVC火，且压力越大灭火越迅速，但是在灭火后停止施加细水雾会发生重燃现象，且重燃发生的时间长短与作用在燃料表面的水量有关。     

细水雾对障碍物挡板火灭火有效性的实验研究

在不同障碍物挡板阻隔条件下，就细水雾对油池火的灭火效果进行了实验研究，分析了不同空间位置的障碍物挡板对细水雾灭火效果的影响，采用FDS40对细水雾与不同类型障碍物挡板油池火的相互作用过程的模拟结果表明：障碍物结构与类型影响着细水雾直接作用于油池火上方的水雾通量，油池火上方的水雾卷吸量越大，细水雾对障碍火的灭火效果越明显。     

细水雾抑制熄灭障碍物油池火的有效性研究

传统水喷淋灭火系统很难扑救有障碍物遮挡的火焰。针对障碍物油池火进行了全尺寸细水雾灭火有效性的实验研究，深入了解障碍物存在时细水雾对油池火的抑制熄灭作用，同时研究了障碍物与火焰的相对位置、细水雾的工作压力、雾通量、喷头距火焰垂直距离及水平距离等关键因素对灭火有效性的影响，分析了障碍物存在时细水雾的灭火特性，揭示了实验中某些工况下不能扑灭火焰的原因，为细水雾的实际工程应用提供了科学的参考依据。     

新型细水雾添加剂成分对灭火性能影响研究

为研究自制细水雾添加剂中主要成分对灭火性能的影响,在开放空间,进行了不同工作压力、不同浓度、不同燃料条件下含添加剂细水雾的灭火研究,实验获取了灭火时间、火焰形态、火焰温度等灭火参数。通过对柴油和汽油两种不同燃料的灭火实验发现,使用含添加剂的细水雾对低沸点、高蒸发速率的汽油灭火效果同样较好。根据加入不同浓度的氟表面活性剂的实验结果比照发现,氟表面活性剂是自制添加剂中起到主要提升灭火性能作用的物质,它通过改变细水雾物理性质使加入自制添加剂的细水雾的灭火性能显著提高。对比调整自制添加剂各物质含量的实验数据,进一步确定添加剂各成分最佳灭火性能浓度。     

新型细水雾添加剂的制备及其灭火性能评价

在研究传统细水雾添加剂的基础上,取长补短,采用物理工艺制备出新型复合添加剂,针对典型火源(酒精池火、煤油池火与木垛火),改变添加剂浓度开展了一系列灭火实验。结果表明:新型复合添加剂显著增强了细水雾的灭火性能,可提高灭火时间5~8倍。随着细水雾中添加剂含量的不断增加,油池火的灭火时间呈现出先快速下降,而后略微增长的趋势;而木垛火的灭火时间表现为平缓下降,并趋于稳定。含新型复合添加剂的细水雾灭火是物理化学复合作用机制,但主导灭火机理是燃料表面的冷却与隔离作用。     

基于FireFOAM的火焰加速突变行为的数值模拟

为了研究倾斜固体表面顺流火焰蔓延的突变行为特性,基于OpenFOAM开源计算流体软件的FireFOAM瞬态湍流火焰求解器,以典型可炭化材料瓦楞纸为原型,分析了倾斜角度为0°到30°范围内火焰形态、质量损失速率和固体表面热量分布的变化规律。结果发现火灾特性参数(火焰倾角和面积)随倾角增加而增加,且在倾斜角度为10°和20°之间存在突变区域。当倾角小于10°时,火焰行为及固体表面接收到的热量分布基本保持不变;当倾角大于20°时,火焰面积及火蔓延速度随时间增大,火焰倾角变化较大且热量分布随时间变化逐渐增加。通过判断未燃区热量分布和温度之间的特征比值的变化趋势,揭示了固体表面倾角与火蔓延突变及加速行为的影响机制。     

油池火中细水雾强化火焰现象的研究

细水雾与油池火相互作用之初往往会使燃烧剧烈，强化火焰。实验研究与理论分析表明，雾滴在可燃物表面蒸发是造成这种现象的主要原因。通过改变燃料种类、喷头雾特性参数等实验工况发现火焰强化程度主要决定于燃料的挥发性以及雾滴的直径、速度等参数。而在油盆中加水后燃料表面温度降低、火焰功率下降，火焰强化现象随着加水量的增加而逐渐弱化乃至消失，细水雾系统的灭火时间也明显缩短。     

高原和平原环境下宽度对保温材料PS火蔓延特性的影响

分别在拉萨高原地区和合肥平原地区开展了一系列保温材料PS(聚苯乙烯)火蔓延对比实验研究,通过对火蔓延过程中一些重要特性参数(火蔓延速度、表面火焰区和池火区火焰高度等)的测量,分析了高原地区和平原地区保温材料PS的火灾危害特性。结果表明,对于同种宽度的EPS或XPS,在拉萨的火蔓延速度均小于在合肥情况下;而当保温材料的宽度为10cm左右时,在两地火蔓延速度均出现了最小值,这主要为空气卷吸程度与热量损失共同作用的结果。研究同样表明,对于EPS和XPS,在宽度比较小的情况下,无论在拉萨还是在合肥,表面火焰区的火焰高度呈现出略大于池火区火焰高度的特点;随着宽度的增加,池火区的火焰高度逐渐大于表面火焰区的火焰高度,并且具有逐渐增高的特性。     

细水雾灭火技术在电气环境的研究与进展

介绍了细水雾的定义和主导灭火机理，对细水雾、水喷淋及气体灭火技术在电气环境的应用进行了比较，说明了细水雾用于电气环境火灾防治的优点及不足。结合前人实验结果系统地阐述了细水雾的导电性、细水雾作用下电气设备击穿强度变化规律、细水雾的滞空性及烟气冲刷能力。重点回顾了国际上细水雾用于计算机、程控交换机及发电机等电气设备火灾防护的可行性及有效性研究，描述了细水雾作用下带电工作的计算机、发电机、程控交换机等设备的稳定性和可靠性，讨论了雾滴粒径、雾滴速度、雾通量及障碍物遮挡程度等因素对扑灭电气火灾有效性的影响，介绍了国际上细水雾灭火技术在电气环境的应用现状。     

细水雾与火灾烟气相互作用的实验和数值模拟研究

通过模拟实验研究了细水雾与火灾烟气的相互作用,揭示了细水雾作用下烟气温度及组分浓度的变化规律。同时利用FDS程序计算了细水雾作用下烟气温度和组分浓度随时间的变化规律,利用实验数据对计算结果进行了准确性验证。结果表明只要计算网格匹配合理,FDS可以较为准确地预测细水雾作用下烟气温度和组分浓度的变化规律。在实际的细水雾灭火系统工程应用中,可以利用FDS场模拟方法预测灭火过程中火场温度及组分浓度等特性参数的变化规律,这对灭火系统的优化设计具有一定指导意义。     

室内装饰材料的标准房间/墙角火实验研究进展

标准房间/墙角火实验是一种全尺度火灾实验研究方法，主要用来研究室内装饰材料的火灾特性。介绍了ISO 9705房间/墙角火实验方法的原理和实验装置，以及国内外利用该方法对装饰材料火灾特性进行研究的进展情况，包括对材料热释放速率、烟气产生和室内火蔓延方面的研究。分析了其研究成果在室内装饰材料的分类及火灾危险性评估中的实际应用情况，并结合作者目前的工作对未来的研究内容做了一些展望。     

细水雾与热烟气相互作用数值模拟研究

使用CFD软件Fluent对火灾中热烟气与细水雾的相互作用过程进行了数值模拟研究。比较了灭火过 程中不同粒径细水雾在流场中的运动及其对灭火效果的影响,并研究了细水雾对着火房间火焰辐射的散射作用 及细水雾的聚合破碎过程对灭火效果的影响。模拟结果表明辐射是火灾中主要的热传递过程,粒径较大的水雾 比较容易离开回流区到达燃烧反应区。房间细水雾的通过吸收和散射作用减弱辐射强度,水雾在喷射初期可能 使燃烧速率增大,这些结果与实验事实相符     

细水雾作用下烟气组分浓度变化规律的模拟研究

在ISO 9705标准房间通过模拟实验研究了细水雾与火灾烟气的相互作用,揭示了细水雾作用下烟气中氧气、一氧化碳和二氧化碳浓度的变化规律,建立了氧气、一氧化碳和二氧化碳浓度与细水雾工作压力及风机速率的数学模型。实验发现当风机速率达到1.5 kg/s时烟气组分浓度变化规律发生突变,对这一现象进行了深入分析和解释。本文为细水雾技术用于火灾烟气抑制提供了必要的理论基础和科学的参考依据。     

自然通风对细水雾降温速率影响研究

在受限空间通过模拟试验研究细水雾作用下烟气温度的变化规律。实验中通过改变通风口面积、通风口与火源的相对位置及喷雾强度等因素,研究自然通风对细水雾降温速率的影响规律,定量地表征不同自然通风条件下降温速率的衰减比例,实验发现增加喷雾强度可以降低自然通风造成的降温速率衰减。研究结果可为细水雾灭火系统的工程应用和优化设计提供必要的参考依据。     

泡沫型多孔介质中非达西流动特性的研究

本文通过将泡沫材料复杂结构进行几何简化，形成立方框架结构，利用简化的等效单元流道，提出一种数理模型，它既考虑固体网架表面对流体的摩擦阻力作用，也考虑网架迎着流向的迎风阻力（形状阻力），得到了在多孔介质中非达西流的压力降与流速的关系式。并用简化的框架结构导出了预估泡沫材料渗透率ｋ和Ｆ－Ｗ关系式中流速平方项的系数Ｆ。另外，还通过专用的实验装置测定了四种不同孔径泡沫陶瓷的ｋ和Ｆ。结果表明，根据所给模型理论预测的结果与实验值一致性较好，在泡沫型多孔材料的应用中能够提供流动特性的相关数据。     

细水雾作用下烟颗粒形貌及尺寸变化规律研究

利用Sirion200型场发射扫描电子显微镜拍摄细水雾作用前后柴油和聚氯乙烯(PVC)材料烟颗粒的形貌和内部结构图像。定义了烟颗粒的采样平均直径(dA)和表面密度(ρS),利用统计分析的方法计算了细水雾作用前后烟颗粒的dA和ρS,研究了采样点空间位置、细水雾工作压力、雾滴粒径和雾滴速度等因素对dA和ρS的影响规律,揭示了细水雾冲刷火灾烟颗粒的主导机理,为细水雾技术用于计算机房等电气环境的火灾烟气抑制提供了科学的参考依据。     

Q345R受火后力学性能及组织的变化

通过对Q345R材料在不同受火温度、保温时长及冷却方式条件下进行热处理来模拟其受火损伤的热暴露试验,进一步评定材料的力学性能及相应的微观组织。研究表明:在20℃～649℃受火温度下,材料力学性能均满足要求,732℃～816℃受火温度下,与空冷条件下相比,水冷对其力学性能影响较大;受火温度低于649℃时,材料组织为铁素体+珠光体,高于649℃时,金相组织明显发生变化,水冷下晶粒度与空冷条件下相比较为不均匀;热处理温度不高于649℃时,材料无明显脱碳现象,在816℃时材料表面脱碳层最大深度约0.20 mm;随着受火温度的升高,热处理后表面颜色呈红褐色、灰褐色、暗红、亮红色变化。     

电磁波在混凝土材料表面的透射率研究

通过建立电磁波在混凝土材料表面传播的基本理论模型,从理论上分析了混凝土表面透射率和混凝土材料电磁参数的关系,在实验室条件下,浇筑了不同混凝土材料组分的试件,利用电磁脉冲实验仪器对试件进行了电磁脉冲实验,研究了不同混凝土材料组分参数及龄期对电磁波在混凝土材料表面透射的影响规律.研究表明电磁波在混凝土表面的透射率仅与混凝土...     

轮缘固体润滑剂对轮轨减摩及损伤性能影响

用MMS-2A滚动摩擦磨损试验机完成试验工作,对比干态和3种不同固体润滑剂作用工况,分析干态和3种不同固体润滑剂作用后的轮轨摩擦性能和固体润滑剂的有效作用时间,探究固体润滑剂对轮轨摩擦性能的影响;分析不同工况下轮轨表面磨损量和表面裂纹,同时对裂纹的长度、角度、深度进行统计,分析固体润滑剂作用对轮轨损伤性能影响。结果表明:固体润滑剂具备减摩润滑作用,其中1号效果最佳,将干态下的摩擦系数0.5降低到0.2左右;固体润滑剂通过降低接触界面的摩擦系数减小轮轨界面的切向摩擦力,降低轮轨表面的磨损量,其中固体润滑剂1降低车轮和钢轨的磨损量最大,分别降低95.3%和97.1%;固体润滑剂主要通过抑制疲劳裂纹的长度来抑制轮轨疲劳裂纹的生长和扩展,通过正应力挤压作用使轮轨表面疲劳裂纹开口紧闭,缓解裂纹根部分支现象,有效抑制轮轨疲劳裂纹生长与扩展行为.