同位素热源火灾事故环境模拟试验及仿真分析

为考核空间同位素热源火灾事故安全性,开展了同位素热源火灾模拟试验及数值仿真研究。提出了同位素热源火灾模拟试验及试验系统设计的相关方法;对热源火烧环境热响应特性进行了数值仿真,探讨了预热阶段产品表面辐射率、对流换热系数等的影响,以及运输及发射剖面火灾事故热源热响应特征;基于仿真结果开展了某空间同位素热源火灾模拟试验。结果表明,预热阶段,产品温度主要受目标预热温度、表面辐射率等因素影响;火烧阶段,产品烧蚀层温度上升较快,发射场事故下热源各层温升速率较运输事故下的大,但放射性同位素芯块仍处于安全温度;试验中火焰呈火羽流形态,具有大尺度 低频率扰动特征,火焰熄灭30 min后,热源表面温度降至约180 ℃,整体结构良好。     

某含炸药组合件防火隔热结构设计

目的针对某含炸药组合件遭遇意外火灾事故时发生爆炸的问题,提出在药柱端加装防火隔热结构,以便延缓炸药温升,避免炸药发生爆炸反应。方法采用有限元热分析方法,建立包含炸药热分解反应的数学模型,通过分析该组合件在火灾环境下热量传递的关键环节及响应规律,基于经济性、轻便性、可操作性等原则,采取针对性热控措施,在药柱端设计三层夹心防火隔热结构,并将内层钢壳壁面进行磨光处理,以降低表面热辐射率,同时,取消对接法兰间螺栓连接方式,以避免热"短路"。结论数值分析和试验研究结果均表明,该结构有效延缓了组合件内炸药的温升,可避免其在意外火灾事故环境下的热爆炸反应,有助于提升组合件的储运安全性。     

不同贮存条件下含热源产品传热特性研究

目的以同位素热源产品贮存任务剖面为背景,研究在贮存状态下含热源自发热产品的传热特性。方法搭建含热源自发热产品热试验平台,对不同贮存状态下含热源自发热产品的热状态进行实验研究,分析有、无风,有、无包装箱条件下产品的传热特性。结果裸球状态有风条件下传热性能较好,加厚包装箱内的发热球体和球壳组件温度比常规包装箱高。结论 2种状态下各测点温度随着离热源距离的增加而下降,裸球和常规包装箱状态下各测点温度随测点相对位置的增大,其下降趋势逐渐减小。研究结果可为产品热设计及后期环境热考核试验作理论支撑。