钢渣基多孔地质聚合物的制备及吸附性能研究

以钢渣为主要原料,水玻璃为激发剂,H₂O₂为发泡剂,制备多孔地质聚合物材料。采用XRD、FTIR、SEM、BET等对原料及最终试样进行表征,研究钙硅比、激发剂和H₂O₂掺量对该材料性能的影响。将所制备的多孔地质聚合物用作吸附剂,初步考察该材料对Cu²⁺的吸附效果。试验表明:当钙硅比为1.0,水玻璃掺量为20.4%(质量分数),发泡剂掺量为4%(质量分数)时,该材料性能良好,总孔隙率86.4%,抗压强度0.5 MPa,体积密度0.408 g/cm³,体积吸水率56.31%,钢渣使用率65.85%,比表面积与孔容显著提高。吸附结果显示:该材料对Cu²⁺吸附效果良好,去除率可达91.44%,平衡吸附量达到15.239 mg/g,吸附过程符合准二级动力学模型。     

四硼酸钠改性水玻璃制备保温材料及其性能研究

单一水玻璃发泡制备得到的保温材料具有不燃、质轻及导热系数低的优点,但耐水性较差制约了其实际应用。本文利用四硼酸钠改性水玻璃,采用低温烧结的方式制备得到保温材料。通过对该材料化学结构和物理性能的表征及离子浸出试验,研究四硼酸钠对材料性能的影响效果。结果表明:四硼酸钠能够有效降低材料中—OH的数量,并使Si—O结构更加复杂,从而提高材料的耐水性。当四硼酸钠的添加量为1%(质量分数,下同)时,其对材料中钠离子及硅酸根离子浸出的抑制效果最显著,两者的离子浓度分别降低65.33%和45.02%。当四硼酸钠的添加量为3%时,材料的软化系数可提高84.6%,其抗压强度、导热系数和表观密度分别为0.46 MPa、0.046 W/(m·K)和123.1 kg/m³。     

均直巷道通风能量耗散机理

为了深化对风流能量耗散的认识,基于流体力学相关原理,以均直巷道内稳定流动的风流为研究对象,首先分析了巷道风流分别为层流和湍流时的能量耗散,并指出了两者的异同,然后分析了平板间流体和圆筒壁间流体能量耗散,找到了无旋流动和有旋流动的本质,最后从细观角度对巷道风流层流流动和湍流流动(通风)的能量耗散产生原因及形成机理进行了分析,建立了巷道各项参数与通风能量耗散间的关系,特别分析了涡在湍流核心区能量耗散中的作用。发现单位长度巷道的层流能量耗散率与平均风速的平方及风流的动力黏度成正比,与巷道半径无关;单位长度巷道的湍流能量耗散率与平均风速的立方、沿程阻力系数、巷道半径及空气密度成正比。不论何种流体运动,从局部来看,其单位体积能量耗散率等于流体动力黏度与剪切速度梯度的平方的乘积。湍流流动与层流流动的本质区别在于,湍流中存在的涡旋使得局部剪切速度梯度增大,能量耗散率随之增大。湍流核心区能量耗散与巷道平均风速的立方成正比关系,是由于涡的初始动能与速度平方成正比,产涡频率与速度成正比。随着巷道壁面粗糙度的增大,层流底层边界上产生的涡的半径、初始动能及湍流核心区能量耗散也随之增大。     

试样宽度对RPU板竖向逆流火蔓延的影响

以2cm厚硬质聚氨酯(RPU)保温板为研究对象,实验研究了试样宽度对竖向逆流燃烧蔓延过程中火焰高度、脉动频率、火焰温度及蔓延速度等特征参量的影响.结果表明,宽度一定时相关特征参量不随时间变化,随着宽度的增加,燃烧程度逐渐加剧,火焰脉动频率先增大后减小,平均火焰高度与火蔓延速度的变化趋势基本一致,均表现为先增大后减小,最终趋于不变,而气相火焰最高温度基本保持不变.     

基于正交实验的抑制竖向材料燃烧参数研究

以竖向可燃材料PMMA 为例,采用FDS 软件研究正交实验设计下的喷淋特征参数（喷淋流量、喷淋角度）对竖向温度场的影响,运用直观分析法、方差分析法、因素指标分析等方法分析影响规律。实验结果表明,喷淋流量的增大和喷淋角度的增大可以有效抑制材料燃烧;增加喷淋流量所造成的抑制效果,大于增加竖直喷淋角度或水平喷淋角度造成的抑制效果。     

硼酸对水玻璃基保温材料性能影响研究

水玻璃基保温材料具有轻质、导热系数低的优点,但其耐水性较差的问题亟待改善。将硼酸作为改性剂加入到水玻璃中,采用中温烧结法制备保温材料,通过对样品微观结构的表征和物理性能的测试,以及耐水性浸出试验,研究硼酸对水玻璃基保温材料性能的影响效果。结果表明,硼酸能够调节材料中Si—O四面体的框架结构,有效降低结构中的羟基数量,并抑制溶液中硅酸根离子和钠离子的浸出,提高材料的软化系数和耐水性能。当硼酸质量添加量为1.00%时,软化系数从改性前的0.519增至0.701,增加了35%。同时,硼酸的加入能够使材料内部孔径分布更加均匀,提高材料的抗压强度,但是材料的导热系数和表观密度也会增加。经0.75%(质量分数)硼酸改性后的保温材料导热系数、表观密度和抗压强度分别为0.052 W/(m·K)、128 kg/m³和0.442 MPa,满足保温材料的性能要求。     

高速列车起火车厢位置对火灾发展趋势的影响

运用FDS软件建立高速列车火灾模型,设置4种工况分析热释放速率及温度的变化,探究火源所在车厢位置对列车内火势发展的影响.结果表明:起火车厢位于列车前列时,车厢内发生的轰燃现象作用范围大、破坏力强,救援困难;随着起火车厢位置的后移,车内气流抑制轰燃现象的发生并有效稀释车厢内的可燃气体及热量,人员逃生可能性增大.