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环境风下大型储罐火灾火焰特征与热物理性质研究

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中国安全生产科学技术 2024年第5期20卷 84-92页

作者：蒋依鲁义沈芳黄丽姣黄怡湖南安全生产科学研究有限公司湖南长沙410007 湖南科技大学资源环境与安全工程学院湖南湘潭411201

为研究燃油储罐火灾过程中的火焰特性与火灾发展过程,基于相似准则设计小尺度实验,通过数值模拟进行全尺度实验验证,指出风速状态对储罐火灾的火焰特征、特性的影响。研究结果表明:处于软风、轻风状态时,甲醇汽油的燃烧会更快进入稳定... 详细信息

为研究燃油储罐火灾过程中的火焰特性与火灾发展过程,基于相似准则设计小尺度实验,通过数值模拟进行全尺度实验验证,指出风速状态对储罐火灾的火焰特征、特性的影响。研究结果表明:处于软风、轻风状态时,甲醇汽油的燃烧会更快进入稳定燃烧阶段,维持稳定阶段的时间更久。火焰高度与火焰倾角的变化随着风速的增加逐渐减小并逐渐趋于平缓、火焰最高温度逐渐减小,但对火焰轴线的温度分布影响不明显;在无风状态时,风速的增加对达到热释放速率最大值的时间影响不大,但对热释放速率最大值影响较为显著;在软风、轻风状态时,风速对达到热释放速率最大值的时间影响较大。通过全尺度数值模拟实验验证得到相似实验与数值模拟实验之间的相对误差基本分布在15%以下,具有一定可靠性。研究结果可为燃油储罐火灾的安全性及其小尺度相似实验提供设计参考。

关键词：储罐火灾相似准则火焰特征热释放速率稳定燃烧阶段

氧体积分数对阻燃三元乙丙橡胶燃烧特性的影响

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消防科学与技术 2024年第2期43卷 255-260页

作者：岳海玲郭子东中国人民警察大学侦查学院河北廊坊065000

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... 详细信息

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/CO_(2)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CO_(2)产率远低于有焰燃烧。

关键词：阻燃三元乙丙橡胶氧体积分数燃烧残留物失重速率热释放速率活化能

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锂离子电池汽车全尺寸火灾试验研究进展综述

消防科学与技术 2024年第1期43卷 29-33页

作者：杨晓菡张怡邓玲谢元一应急管理部四川消防研究所四川成都610036

分析近年来国内外发生的锂离子电池电动汽车火灾事故,对电动汽车的火灾风险进行简要概括。重点针对美国、加拿大、奥地利、瑞典、中国等国家在锂离子电池电动汽车全尺寸火灾试验及火灾防控方面的科研成果进行综述。根据国内外研究成果,... 详细信息

分析近年来国内外发生的锂离子电池电动汽车火灾事故,对电动汽车的火灾风险进行简要概括。重点针对美国、加拿大、奥地利、瑞典、中国等国家在锂离子电池电动汽车全尺寸火灾试验及火灾防控方面的科研成果进行综述。根据国内外研究成果,对不同电池容量的锂离子电池电动汽车的热释放速率进行汇总,重点总结燃烧总热释放量、热释放速率峰值和释放有毒氟化氢气体与电池容量的关系。旨在为我国锂离子电池电动汽车火灾防控和火灾风险评估技术研究提供必要的数据参考。

关键词：锂离子电池电动汽车全尺寸火灾试验热释放速率

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热辐射强度对煤燃烧特性的影响实验研究

煤炭工程 2024年第5期56卷 182-186页

作者：杨同军张雷林安徽理工大学安全科学与工程学院安徽淮南232001 煤矿安全高效开采省部共建教育部重点实验室安徽淮南232001

为研究温度对煤燃烧特性的影响,采用锥形量热仪在不同热辐射强度(35、40、45、50 kW/m^(2))下对朱集东煤矿气煤进行燃烧测试。结果表明:煤样热释放速率峰值随热辐射强度增加而增大,热辐射强度50 kW/m^(2)时煤样热释放速率峰值为81.54 kW... 详细信息

为研究温度对煤燃烧特性的影响,采用锥形量热仪在不同热辐射强度(35、40、45、50 kW/m^(2))下对朱集东煤矿气煤进行燃烧测试。结果表明:煤样热释放速率峰值随热辐射强度增加而增大,热辐射强度50 kW/m^(2)时煤样热释放速率峰值为81.54 kW/m^(2),较35、40和45 kW/m^(2)时分别增加15.96%、10.41%和1.53%;煤样总热释放量变化顺序为45 kW/m^(2)组>50 kW/m^(2)组>40 kW/m^(2)组>35 kW/m^(2)组,即随热辐射强度增加先增大后减小。随着热辐射强度由35 kW/m^(2)增加至50 kW/m^(2),煤样质量损失速率峰值与总质量损失量均呈上升趋势,分别增加了38.15%和13.75%。在燃烧后期,45 kW/m^(2)组的CO释放量峰值最小,为0.36 kg/kg,相较于35、40和50 kW/m^(2)组分别降低了0.33、0.27和0.04 kg/kg。

关键词：煤燃烧热辐射强度热释放速率质量损失速率 CO释放量

酚醛环氧乳液的制备及其漆膜耐热和燃烧性能研究

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涂料工业 2024年第3期54卷 15-20,25页

作者：张磊周如东裴世博任强汪称意李坚常州大学材料科学与工程学院材料科学与工程国家级实验教学示范中心江苏常州213164 中海油常州涂料化工研究院有限公司江苏常州213016

为了开发具有高耐热性的酚醛环氧基成膜物,满足防火涂料耐热性能的要求。以相反转技术制备了酚醛环氧乳液,利用正交实验极差分析法,探讨了乳化剂种类、乳化剂用量及助溶剂用量对乳液性能的影响,并通过DSC、TG、微型量热分析(MCC)对其固... 详细信息

为了开发具有高耐热性的酚醛环氧基成膜物,满足防火涂料耐热性能的要求。以相反转技术制备了酚醛环氧乳液,利用正交实验极差分析法,探讨了乳化剂种类、乳化剂用量及助溶剂用量对乳液性能的影响,并通过DSC、TG、微型量热分析(MCC)对其固化漆膜的耐热和防火性能进行研究。结果表明:采用6%由羟基与环氧基物质的量比为1∶1时合成的乳化剂、6%助溶剂制备的酚醛环氧乳液,粒径最小为900 nm,分布均一且稳定性好。酚醛环氧乳液制备的漆膜的玻璃化转变温度为98.78℃,800℃时残炭率为17.7%,均显著高于由普通双酚A型环氧乳液对应漆膜的。且酚醛环氧漆膜在燃烧时的热释放速率低于普通双酚A型环氧乳液对应漆膜的,可应用于防火涂料。

关键词：酚醛环氧乳液乳化剂热分解动力学热释放速率耐热性

利用锥型量热计研究细水雾作用下的油池火热释放速率(英文)

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量子电子学报 2002年第2期19卷 149-154页

作者：姚斌廖光煊范维澄何亚平中国科技大学火灾科学国家重点实验室合肥230026 澳大利亚科学设施实验室

热释放速率是燃烧过程最基本的特性参数之一，在研究细水雾与油池火相互作用时可以用来表示其动态发展过程．基于燃烧耗氧原理，锥型量热计被广泛利用来测量热释放速率，其测量条件之一是进入测量系统的气体仅来自于环境空气．当利用锥... 详细信息

热释放速率是燃烧过程最基本的特性参数之一，在研究细水雾与油池火相互作用时可以用来表示其动态发展过程．基于燃烧耗氧原理，锥型量热计被广泛利用来测量热释放速率，其测量条件之一是进入测量系统的气体仅来自于环境空气．当利用锥型量热计来研究细水雾与油池火相互作用时，部分细水雾会受热气化并改变进入锥型量热计中气体浓度，从而导致一定的热释放速率测量误差．本文提出了一种简单的方法来修正相应的热释放速率数据，并在此基础上利用锥型量热计研究了细水雾作用下的油池火热释放速率特性．实验中着重考虑了油池尺度、燃料特性、细水雾雾通量等因素的作用．研究结果表明，在足够雾通量的细水雾作用下，热释放速率明显降低，然而在少量细水雾作用下，热释放速率会有所啬增加，对于一些不能完全燃烧的燃料试样，后者更加明显．

关键词：热释放速率细水雾油池火锥型量热计燃烧

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埃洛石对硬质PVC材料的阻燃抑烟作用研究

材料研究与应用 2024年第4期18卷 620-626页

作者：尹国杰陈平绪叶南飚刘明贤金发科技股份有限公司广东广州510663 暨南大学化学与材料学院广东广州511443

硬质PVC材料具有优异的物理机械性能、阻燃性能和烟雾释放性能,同时又可满足汽车轻量化需求,因此在汽车领域中得到广泛应用。虽然PVC材料具有先天的阻燃特性,但在燃烧过程中释放的烟雾较大,应尽可能降低其燃烧条件下的发烟性能。因此,... 详细信息

硬质PVC材料具有优异的物理机械性能、阻燃性能和烟雾释放性能,同时又可满足汽车轻量化需求,因此在汽车领域中得到广泛应用。虽然PVC材料具有先天的阻燃特性,但在燃烧过程中释放的烟雾较大,应尽可能降低其燃烧条件下的发烟性能。因此,研究硬质PVC的燃烧性能十分必要。采用熔融共混方法,分别制备了硬质PVC、硬质PVC/超细碳酸钙、硬质PVC/埃洛石纳米复合材料,并对他们的结构和性能进行了研究。结果表明,相较于普通的硬质PVC和硬质PVC/超细碳酸钙体系,硬质PVC/埃洛石纳米复合材料中的埃洛石纳米颗粒实现了纳米级分散,并在物理机械性能方面表现出良好的均衡性,其弯曲模量提高25%、弯曲强度提高6%、拉伸强度提高5%、冲击性能提高5%。此外,由于埃洛石具有中空管状结构及较高的比表面积,因而能有效吸收PVC分解第一阶段产生的自由基和HCl气体,提高材料的热稳定性。热失重分析和锥形量热仪的燃烧特性测试结果表明,相较于普通的硬质PVC和硬质PVC/超细碳酸钙材料,硬质PVC/埃洛石纳米复合材料的最大热失重温度提高了约9℃,热释放速率降低49%、点燃时间延长10 s、总生烟量减少40%及成碳层更加完整坚固。埃洛石在阻燃和抑烟方面具有优异的性能,5份埃洛石纳米材料的引入,解决了硬质PVC材料在汽车轻量化过程中机械性能与阻燃性能间的矛盾,为天然一维纳米材料埃洛石在PVC阻燃抑烟改性中的应用奠定了基础。

关键词：聚氯乙烯轻量化阻燃抑烟埃洛石锥形量热仪燃烧特性热释放速率

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基于FDS的锂离子电池柜火灾数值模拟

电力机车与城轨车辆 2024年第1期47卷 43-49页

作者：丁智伟许良中黄子候黄梦海中车株洲电力机车有限公司湖南株洲412001

当前关于锂离子电池热失控及燃烧行为的研究成果多集中于小容量的圆柱形锂离子电池,较少关注于轨道车辆或是电动汽车使用的大容量锂离子电池或电池柜。文章利用火灾动力学模拟(FDS)软件对轨道车辆使用的某型磷酸铁锂电池柜进行火灾仿真... 详细信息

当前关于锂离子电池热失控及燃烧行为的研究成果多集中于小容量的圆柱形锂离子电池,较少关注于轨道车辆或是电动汽车使用的大容量锂离子电池或电池柜。文章利用火灾动力学模拟(FDS)软件对轨道车辆使用的某型磷酸铁锂电池柜进行火灾仿真,探究电池柜内单电芯热失控燃烧后的火灾发展情况,验证电池柜内无源感温传感器及有源感温、感烟复合传感器的有效性。仿真结果表明:电池柜无源感温传感器的设计位置合理,传感器符合设计标准;有源感温、感烟复合传感器中的感烟传感器报警时间较晚,应适当降低其CO报警质量浓度值。

关键词：锂离子电池火灾热释放速率感温传感器感烟传感器

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基于PyroSim的飞机货舱火灾仿真模拟

科技创新与应用 2024年第23期14卷 59-65页

作者：莫庆益贾立山中国民航大学航空工程学院天津300300

以我国民航客机中最为常见的机型波音737-800型客机为例,参考美国联邦航空管理局(Federal Aviation Administration,FAA)的相关实验,通过仿真软件PyroSim对飞机在停靠过程中发生货舱火灾进行数值模拟,共分析不同装载率的货物燃烧、货舱... 详细信息

以我国民航客机中最为常见的机型波音737-800型客机为例,参考美国联邦航空管理局(Federal Aviation Administration,FAA)的相关实验,通过仿真软件PyroSim对飞机在停靠过程中发生货舱火灾进行数值模拟,共分析不同装载率的货物燃烧、货舱门关闭、有风和存在危险的易燃易爆物品4种情况,得到货舱火灾的热释放速率和温度随时间变化情况。仿真结果符合实际,与相关实验数据相吻合,并对结果进行分析,提出一些关于飞机防火的建议,为机场消防站的布局和训练灭火、火灾报警器的设计等提供参考。

关键词： PyroSim 波音737-800 飞机货舱火灾火灾仿真热释放速率