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细水雾特性及煤粉制备系统抑尘抑爆技术研究

矿业安全与环保 2022年第6期49卷 73-78页

作者：黄子超薛少谦瓦斯灾害监控与应急技术国家重点实验室重庆400037 中煤科工集团重庆研究院有限公司重庆400037

为了预防控制煤粉制备系统中细煤粉的泄漏危险和爆炸事故的发生,搭建了细水雾发生测试系统,测试了不同工作压力下,1种实心锥形喷嘴喷出的水雾的喷射雾化角、流量、粒径等特征参数。结果表明:随着喷雾压力的增加,水雾流量呈线性增加,粒... 详细信息

为了预防控制煤粉制备系统中细煤粉的泄漏危险和爆炸事故的发生,搭建了细水雾发生测试系统,测试了不同工作压力下,1种实心锥形喷嘴喷出的水雾的喷射雾化角、流量、粒径等特征参数。结果表明:随着喷雾压力的增加,水雾流量呈线性增加,粒径逐渐减小;当压力为2.0 MPa时,水流分散成粒径足够小的细水雾,流量为19.62 L/min,细水雾中值粒径为146.3μm。基于细水雾降尘、灭火抑爆机理,设计了抑尘抑爆系统,对煤粉制备系统不同区域的水雾供给流量、喷头数量进行了计算,研究了喷头的安装布置方式,为煤粉制备系统的安全运行提供了可靠保障。

关键词：细水雾流量粒径分布煤粉制备系统抑爆水雾喷头

细水雾释放策略对大容量三元锂离子电池热失控火灾抑制效果的实验研究

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储能科学与技术 2023年第5期12卷 1664-1674页

作者：韩路豪王子阳何骁龙何春汕石晓龙姚斌中国科学技术大学火灾科学国家重点实验室安徽合肥230026

动力电池中,大容量三元锂离子电池产量大、热失控危险性高,使用细水雾抑制其热失控火灾的研究受到广泛关注。本文以150 Ah大容量三元锂离子电池为研究对象,使用10 MPa细水雾分别采取连续释放策略和脉冲释放策略进行热失控火灾抑制实验,... 详细信息

动力电池中,大容量三元锂离子电池产量大、热失控危险性高,使用细水雾抑制其热失控火灾的研究受到广泛关注。本文以150 Ah大容量三元锂离子电池为研究对象,使用10 MPa细水雾分别采取连续释放策略和脉冲释放策略进行热失控火灾抑制实验,对比分析不同释放时间、脉冲周期、占空系数等参数对热失控行为、温度及产热速率等实验结果的影响,结果表明:相比普通容量的锂离子电池,大容量三元锂离子电池的热失控过程会反复发生多次更为剧烈的燃烧行为,温升速率增幅明显,但细水雾对其仍有较好的火灾抑制效果,且释放时间越长,灭火效果与冷却效果越好,但连续释放策略仍存在复燃现象,且随着释放时间的增加,冷却效率的增幅逐渐趋缓。针对大容量三元锂离子电池,脉冲释放策略的热失控火灾抑制能力优于连续释放策略,其能够快速扑灭明火且不发生复燃,有效降低了产热速率和电池表面最高温度。在本文条件下,耗水量为10 L、周期为10 s的脉冲细水雾,在占空系数为0.3时存在冷却效果的实验最优值,此时的脉冲释放与相同耗水量下的连续释放相比,产热速率下降了28%,电池表面最高温度下降了176℃。本文可为大容量三元动力电池系统的灭火设施设计提供参考。

关键词：三元锂离子电池热失控细水雾连续释放脉冲释放

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氮气-细水雾-滑移装置对甲烷爆炸特性的影响

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中国安全科学学报 2022年第10期32卷 83-89页

作者：段玉龙卜云兵龙凤英李元兵黄俊俞树威重庆科技学院安全工程学院重庆401331 油气生产安全与风险控制重庆市重点实验室重庆401331 河南省瓦斯地质与瓦斯治理重点实验室--省部共建国家重点实验室培育基地河南焦作454003

为进一步探究多种抑爆技术之间的协同抑爆效应,在自行搭建的100 mm×100 mm×1000 mm方形管道爆炸试验平台上,开展无压力(0 MPa)与低压力(0.1、0.2 MPa)氮气-细水雾、不同弹性系数(0.42、0.81 N/mm)限位滑移装置共同作用下甲烷爆炸特性... 详细信息

为进一步探究多种抑爆技术之间的协同抑爆效应,在自行搭建的100 mm×100 mm×1000 mm方形管道爆炸试验平台上,开展无压力(0 MPa)与低压力(0.1、0.2 MPa)氮气-细水雾、不同弹性系数(0.42、0.81 N/mm)限位滑移装置共同作用下甲烷爆炸特性试验研究。结果表明:受含氮气的细水雾与滑移装置耦合影响,“郁金香”形火焰结构发育受阻;滑移装置使燃烧区形成可变容受限空间,其体积大小与火焰传播速度成正比;各工况爆炸超压均出现衰减,且已燃区衰减率稍大于未燃区,2种弹性系数下0.1 MPa氮气-细水雾作用时,已燃区超压峰值分别下降12.92%和16.07%,未燃区超压峰值分别下降11.97%和15.12%。

关键词：甲烷爆炸氮气细水雾滑移装置可变容受限空间

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基于欧拉-拉格朗日法的细水雾消烟模型研究

燃烧科学与技术 2023年第1期29卷 19-26页

作者：牛奕丁亮李盼张英武汉理工大学安全科学与应急管理学院武汉430070 武汉第二船舶设计研究院武汉430070

细水雾水幕在隧道火灾中具有较好的控烟阻烟作用,针对目前细水雾阻烟数值模拟研究中并未考虑细水雾的捕集沉降作用,依据气溶胶动力学原理,考虑细水雾的惯性碰撞、拦截效应和扩散效应捕集机理,基于欧拉-拉格朗日方法构建细水雾降温消烟模... 详细信息

细水雾水幕在隧道火灾中具有较好的控烟阻烟作用,针对目前细水雾阻烟数值模拟研究中并未考虑细水雾的捕集沉降作用,依据气溶胶动力学原理,考虑细水雾的惯性碰撞、拦截效应和扩散效应捕集机理,基于欧拉-拉格朗日方法构建细水雾降温消烟模型,并对狭长通道内细水雾降温消烟实验进行模拟仿真,结果表明:模拟结果与实验高度吻合,能见度稳定在9 m左右,消烟模型对细水雾降温效果的影响较小,但在消烟过程中起到关键作用,不考虑消烟模型时,能见度仅为5 m,模拟值低于实验值约45%,表明该模型能够有效表征细水雾对烟气的降温、阻隔和消烟作用.

关键词：细水雾火灾烟气消烟模型欧拉-拉格朗日法

细水雾和纵向通风耦合作用对隧道火灾影响的数值模拟

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重庆交通大学学报（自然科学版） 2022年第8期41卷 43-52页

作者：王亚琼李培军任锐李勇宋晓长安大学公路学院陕西西安710064 长安大学陕西省公路桥梁与隧道重点实验室陕西西安710064

针对公路隧道细水雾自动消防系统,使用FDS软件建立了全尺寸模型;设置火源功率为20 MW,在细水雾和不同纵向通风耦合作用下对隧道火灾的排烟降温效果进行了研究。研究结果表明:无细水雾时,随着风速加快,火源上方和下游10m处温度降低,但火... 详细信息

针对公路隧道细水雾自动消防系统,使用FDS软件建立了全尺寸模型;设置火源功率为20 MW,在细水雾和不同纵向通风耦合作用下对隧道火灾的排烟降温效果进行了研究。研究结果表明:无细水雾时,随着风速加快,火源上方和下游10m处温度降低,但火源下游5m处温度升高;无纵向风时,细水雾降低温度效果有限,且开启细水雾后温度波动较大;在细水雾和纵向通风共同作用下,火源上方和下游10m处的温度可得到较好控制,但火源下游5m处稍低位置的温度呈升高趋势(风速为2 m/s);当纵向风速为2 m/s时,细水雾使烟气下沉到火源下游5 m附近。

关键词：隧道工程细水雾纵向通风隧道火灾数值模拟

细水雾与欠膨胀氢气喷射火相互作用的实验研究

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合肥工业大学学报（自然科学版） 2023年第8期46卷 1115-1121页

作者：章智慧王昌建刘义李冰周鹏刚合肥工业大学土木与水利工程学院安徽合肥230009 中国石油大学(华东)化学化工学院山东青岛266580 兖矿国宏化工有限责任公司山东邹城273512

文章对细水雾与欠膨胀氢气喷射火的相互作用进行了一系列实验研究,重点研究在不同的细水雾压力和竖直释放高度下,喷射火的火焰形态、火焰长度、温度场以及辐射场的变化情况。结果表明:在细水雾的作用下,火焰将发生偏折,并且火焰折角随... 详细信息

文章对细水雾与欠膨胀氢气喷射火的相互作用进行了一系列实验研究,重点研究在不同的细水雾压力和竖直释放高度下,喷射火的火焰形态、火焰长度、温度场以及辐射场的变化情况。结果表明:在细水雾的作用下,火焰将发生偏折,并且火焰折角随细水雾压力的增大而增大;细水雾压力较小时,火焰出现膨胀现象,火焰水平长度有所增大;随着细水雾压力的增大,火焰长度逐渐减小;不合适的施加细水雾可能会导致火焰温度场和辐射场增强,进而带来潜在的二次危害危及人们的生命财产安全。

关键词：氢气喷射火细水雾辐射温度火焰长度

细水雾典型参数对舰船卧式排烟降温的数值模拟分析

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船海工程 2022年第5期51卷 88-93页

作者：霍岩邹高万吕丽颖董惠哈尔滨工程大学航天与建筑工程学院哈尔滨150001

为了掌握细水雾对舰船排烟管道内烟气和管壁降温作用的机理和特性,提升舰船红外隐身能力,利用数值仿真技术对一舰船卧式排烟管道内细水雾系统的水雾颗粒粒径、流量、雾锥角,以及喷头出口流速对烟气和排烟管道壁面的降温影响进行比较,分... 详细信息

为了掌握细水雾对舰船排烟管道内烟气和管壁降温作用的机理和特性,提升舰船红外隐身能力,利用数值仿真技术对一舰船卧式排烟管道内细水雾系统的水雾颗粒粒径、流量、雾锥角,以及喷头出口流速对烟气和排烟管道壁面的降温影响进行比较,分析水雾系统各参数变化对排烟管道内烟气和管壁降温能力的改变程度,确定排烟管道出口的排烟温度与入口烟气速度、入口烟气温度、细水雾颗粒粒径、细水雾流量与烟气流量的比值以及细水雾速度相关,构建涵盖各主要影响参数的排烟管道出口烟气和管壁温降表征关系式,比较理论计算与数值模拟结果,验证关系式的正确性。

关键词：排烟管道细水雾热烟气管壁温度冷却降温

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细水雾灭火在磷酸铁锂电池动力船舶上的应用

船舶工程 2023年第S1期45卷 393-397页

作者：吴文翔中国船级社武汉分社武汉430022

文章介绍了磷酸铁锂(LiFePO4)电池动力船舶上的电池热失控风险分阶段防控策略,明确了风险各阶段的划分和应对措施并分析了LiFePO4电池动力船上细水雾灭火系统主要技术参数对灭火效果的影响以及参数选定依据。结合实例,对兼具局部应用和... 详细信息

文章介绍了磷酸铁锂(LiFePO4)电池动力船舶上的电池热失控风险分阶段防控策略,明确了风险各阶段的划分和应对措施并分析了LiFePO4电池动力船上细水雾灭火系统主要技术参数对灭火效果的影响以及参数选定依据。结合实例,对兼具局部应用和全淹没方式的泵组开式细水雾灭火系统在LiFePO4电池动力船舶上的布置特点及其在电池热失控阶段的风险防控实施路径。对船用动力电池风险评估、细水雾灭火系统实体火灾模拟试验以及采用移动式高压细水雾灭火装置、手提式细水雾灭火器等,给出了相关规定的完善建议。

关键词：电池动力船舶细水雾灭火

细水雾与隔热层协同对锂离子电池灾害传播抑制的研究

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火灾科学 2023年第3期32卷 195-206页

作者：唐琪胡健朱小龙王喜世中国科学技术大学火灾科学国家重点实验室合肥230026

热失控是锂离子电池最严重的安全问题,一旦发生,极易在电池模组内传播,其释放的热量成倍增长后会导致严重的燃烧爆炸事故,严重阻碍了其在储能、电动汽车等行业的应用,因此需要可靠的方法来阻隔热失控在电池间的传播。目前主流的散热与... 详细信息

热失控是锂离子电池最严重的安全问题,一旦发生,极易在电池模组内传播,其释放的热量成倍增长后会导致严重的燃烧爆炸事故,严重阻碍了其在储能、电动汽车等行业的应用,因此需要可靠的方法来阻隔热失控在电池间的传播。目前主流的散热与隔热两种热失控抑制策略都存在不足,细水雾因其出色的冷却能力被首选为散热介质,因此有必要开展细水雾散热与隔热层隔热对电池模组内灾害传播协同抑制的有效性研究。以4块车用7 Ah方型动力三元锂离子电池为研究对象,对比分析了隔热层隔热、细水雾散热及其协同抑制三种策略对热失控传播抑制中的关键参数变化。结果表明:本实验中单纯的隔热或细水雾散热方法均无法完全阻断热失控蔓延,但协同抑制策略不仅能完全有效阻断,还可有效解决隔热板导致的聚热现象与细水雾冷却速率有限的问题,相邻电池的最高温度及最大温升速率控制在了132.4℃、0.35℃/s以下;同时,有毒气体CO、SO_(2)的浓度相比无抑制时分别下降约21%、30%。协同抑制的综合效果大于两者单独作用之和,本研究可为电池包内合理平衡隔热和散热之间的关系设计提供数据参考。

关键词：三元锂离子电池热失控传播隔热层细水雾协同抑制