消防呼吸气瓶快速充气方式动力学特性

舰船上要求消防充气站能快速将消防呼吸气瓶充气至30MPa,其充气方式直接影响气瓶充气过程的各项性能。基于热力学定律,分析直充式和混合式充气方式的充气过程。通过实验和仿真相结合比较两种充气方式充装量、充气时间、熵产、耗气量等方面的差别,并对充气方式进行优化,实现快速安全充气,提高消防充气站使用效率。结果表明:混合多级压力充气方式较优,温升效应减弱,充装量可提高4%,熵产可减少53%,气源耗气量可减少14%。

消防员呼吸器气瓶充气系统动态分析与优化

运用动态模型分析和优化消防充气站的热力学性能和设计。比较两种充气方式下充气系统关键点处相关参数变化情况。研究结果表明,充气站的储气瓶的压力损失决定充气过程中的气体质量流量和所需冷却值的峰值。充气站使用多级压力进行充气(而不是单级压力充气)冷却所耗能可降低12%,空压机的功率消耗可减少17%,增压泵的耗气量可减少24%,充装量可提高10%。同时充装两个气瓶,储气瓶储存的高压空气压力降低10%。

消防员气瓶快速充气温升数值仿真与试验

对充气过程中的温度变化规律进行研究,为得到温升控制方法提供理论依据。通过应用STAR-CCM+软件进行数值仿真,研究高压气瓶在快速充装的过程中的温升效应。建立仿真模型,设置条件,模拟充气时间分别为5、30、50s和充气结束(80s)时仿真模型的温度场分布,并与热电偶测得的试验结果进行比较,最大温差为4℃。考虑真实气体的影响,得到不同时间段气瓶内局部温度分布规律,保障充气安全。结果表明:仿真结果与试验结果基本相吻合;最低温度位于充气进气口,进气口处存在较大的温度梯度;局部温度场分布呈现羽流状。

F-K热着火模型的解析求解及其在舰船防火设计中的应用

利用解析方法对具有在无限大平面和无限长圆柱形状反应体系的F-K热着火模型的临界着火参数进行了求解,并对舰船上符合无限大平面和无限长圆柱形状反应体系条件的典型场所进行了最低耐温计算。解析求解及算例分析的结果表明:该热着火模型可通过解析方法直接求解,而不用复杂的数值逼近方法;在对具有简单几何形状的反应体系进行防火设计和火灾风险评估时可以直接应用F-K热着火模型进行计算,从而减去了复杂而繁琐的大型数值仿真工作。

基于层次分析模型的雾霾治理方案研究

有效治理雾霾是目前环保工作中首要任务，本文在雾霾的主要构成成分的基础上，提出一种基于层次分析模型的雾霾治理方法。首先采用层次分析法对雾霾构成成分进行层次建模，然后通过计算判断矩阵的一致性和层次总排序的一致性，获得雾疆治理中的可行方案的决策排序，最后利用层次总排序指导雾霾治理工作的开展。