全氟己酮抑制航空煤油燃烧实验及化学动力学研究

为了研究全氟己酮对航空煤油燃烧的抑制作用,将杯式燃烧器的燃烧方式由液面燃烧改为灯芯燃烧,解决了气体灭火剂灭火性能测试中较高闪点燃料难以点燃的问题。通过实验可知,随着空气中全氟己酮浓度的增加,航空煤油的燃烧经历了火焰先缓慢增高再迅速降低的过程,可见全氟己酮在不同浓度下对燃烧的作用存在由促进到抑制的转变。为深入探索这一转变的原因,基于化学动力学构建了1403个组分、7496个反应组成的全氟己酮抑制RP-3航空煤油燃烧机理并进行了验证。通过化学动力学分析可知全氟己酮在低温下对燃烧的抑制比在高温下的效果更好,全氟己酮在低浓度时温度升高导致抑制作用减弱主要是源于温度升高后,促进燃烧的反应提速幅度远大于其他反应;全氟己酮降低RP-3航煤燃烧温度的途径之一是通过热分解等吸热反应来实现的;随着全氟己酮浓度的增大,反应路径发生变化,使得H、O和OH自由基的生成量减少、消耗量大量增多,宏观上体现出全氟己酮作为燃料的促进燃烧的作用减弱、作为灭火剂抑制燃烧的作用增强。研究结果可为利用全氟己酮防控航空煤油火灾提供理论指导,为研制新型灭火剂提供参考。     

基于小尺度实验的燃料蒸气-空气预混气体泄爆动力学研究

利用体积为2 L的亚克力材质容器搭建了小尺度可燃气体泄爆实验系统,基于小尺度实验开展了不同泄爆面积条件下的石油燃料蒸气-空气预混气体泄爆过程研究,获得了典型开口率条件下的内外场超压随时间的动态变化特征,分析了开口率对超压及火焰参数的影响,并对泄爆模式进行了分类。研究结果显示：（1）在不同泄爆系数条件下,石油燃料蒸气-空气预混气体的泄爆模式包括泄爆失败诱导的封闭燃烧、泄爆成功诱导的射流燃烧、泄爆成功诱导的外部爆炸,三种泄爆模式的内外场超压-时间动态曲线、超压峰值、火焰传播速度、火焰传播距离均具有显著差异,且小尺度实验与中尺度实验中均出现破膜超压峰值、火焰射流超压峰值、外部爆炸超压峰值Δp₁、Δp₂、Δp₃;（2）当泄爆系数K_v≤39.68时,内场最大超压峰值、外场轴向最大超压峰值、最大火焰传播速度、轴向火焰传播距离均随着K_v的增大而增大,径向火焰传播距离随着K_v的增大而减小;（3）当K_v≤4.41时,外场轴向和径向最大超压峰值分别由外部爆炸引起（Δp_3（ver）和Δp_3（hor））,当7.94≤K_v≤39.68时,外场轴向和径向最大超压分别由火焰射流冲击和泄爆膜破裂引起（Δp_2（ver）和Δp_1（hor））;（4）泄爆成功和泄爆失败的临界泄爆系数在K_v=39.68和K_v=158.74之间,发生外部爆炸和射流燃烧的临界泄爆系数在K_v=4.41和K_v=7.94之间。     

野外组合式软体油罐罐体材料燃烧特性研究

为了研究野外组合式软体油罐在不同辐射强度下的燃烧特性,通过锥形量热仪对软体油罐样本进行燃烧实验,选用25,35,50 kW/m2三种典型的热辐射强度进行研究,得到点燃时间、热释放速率、比消光面积、烟气生成速率、火焰形态等参数的变化规律.结果发现:热辐射强度为50 kW/m2时,点燃时间分别为25,35 kW/m2时的3...     

网状高分子材料装填工艺对油气爆炸抑制实验研究

为研究网状高分子材料装填工艺对油气爆炸抑制影响规律,搭建了截面边长100 mm,壁厚10 mm、长度1000 mm、耐压2 MPa的可视化方形管路装置实验系统,分析爆炸超压、升压速率、火焰强度和火焰传播等爆炸特性参数.结果表明:网状高分子材料对油气爆炸产生的爆炸超压、升压速率和火焰强度等特性参数有明显得抑制作用;保持填...     

不同几何尺寸和泄漏量的航空煤油池火燃烧特性研究

为研究不同边界和泄漏量下航空煤油燃烧过程中的红外特性、温度及热流变化规律,搭建了航空煤油池火燃烧实验系统。对实验采集的数据进行整理分析,结果表明,池火的演变经历了“着火发展-稳定燃烧-火焰衰减”的过程。在着火发展阶段,方形油池液面温度梯度大,且整体温度较圆形油池低;在稳定燃烧阶段,火焰温度沿轴线向上逐渐降低,内焰大于外焰;在火焰衰减阶段,不同油池均存在边界黏性效应,火焰先经历了轴向衰减,再由油池中心向边缘缓慢熄灭。圆形油池的传热能力优于方形油池,且随着直径增大,传热能力进一步增强;不同的泄漏量对火焰温度不会产生影响,但会增强火灾的综合热损伤能力。     

野外组合式软体油囊油料火灾发展规律数值模拟

针对油料火灾燃烧特性,基于油料燃烧实验结论,选用湍流燃烧模型、热辐射模型以及烟气模型,利用FLACS 模拟直径0.5 m 的小尺度油池火燃烧和大尺度野外组合式软体油囊油料泄漏起火。结果表明：油池火燃烧最大热辐射通量分布并不以油池中轴线严格对称;野外组合式油囊发生油料泄漏后的流淌火灾燃烧过程中整体自装卸托盘处受到的最大辐射强度高达35 kW/m2,油囊处受到的最大辐射强度约18 kW/m2;火灾发生20 s 后油囊受到的热辐射强度即可达到使油囊熔化的最低能量。