开放空间高压氢气射流中点火爆炸的实验研究

采用高速相机和压力传感器,对开放空间中稳态射流氢气点火爆炸初期的火焰行为和超压变化规律进行了实验研究。结果表明:在点火爆炸初期,火焰在点火电极处以球形向外扩散;爆炸后4~6 ms,火焰前锋达到最大位移,之后逐渐熄灭,最后形成射流火焰。火焰前锋位移主要受喷嘴直径影响,并随喷嘴直径的增大而增大。火焰宽度的变化规律与火焰前锋位移基本相似。整个爆炸过程仅出现1个超压峰值,正压维持时间约为1 ms。在同一点火距离处,峰值超压随氢气流量的增加而增大。在相同氢气流量下,峰值超压随点火距离的增大而减小。最大峰值超压与氢气流量成正比,与点火距离成反比。

不同着火位置对高压开关柜火灾影响的数值研究

基于流体动力学计算软件文中研究了不同着火位置对高压开关柜火灾的影响,分析了柜内温度场、无量纲温度因子、烟气分布及总热释放率火灾特征参量。计算结果表明,手车室发生火灾时最高温度低于电缆室或母线室最高温度,且不同着火位置下顶壁或侧壁无量纲温度因子差异明显,可用来进行早期火灾安全预警的诊断手段。烟气场和总热释放速率分布表明,电缆室和手车室着火时,其烟气可充满整个高压开关柜柜体,而母线室着火时烟气仅充满整个母线舱室。另外,电缆室火灾具有较大的总热释放率,因其相邻手车室可燃构件也被引燃进而释放更多的热量。通过文中的研究结果,可进一步认识和了解高压开关柜火灾蔓延发展趋势,也可为高压开关柜的早期安全预警提供技术和理论支撑。

金属芯热传导效应对电缆线水平火蔓延的影响

为研究金属芯热传导效应对导线水平火蔓延的影响,建立水平火蔓延速率预测模型,开展了不同热导率金属芯导线的火蔓延试验研究,从火焰形态、质量损失速率及火蔓延速率三个角度,分析了不同热导率及不同直径对电缆导线火蔓延的影响。研究结果表明,导线护套的质量损失速率随金属芯直径的增加先增加后减小。由于铜芯的热传导率较不锈钢芯大,铜芯导线预热区积累的热量较多,其质量损失速率相比不锈钢芯较大。铜芯、不锈钢芯直径分别为3.5、4.5 mm时,其质量损失速率分别达到极大值0.0071、0.0068 g/s。金属芯直径较小时,随着直径的增加,金属芯向已燃区的热传导热量增强,进而导致火蔓延速率下降;金属芯直径大于3.5 mm时,仅有金属芯下部的绝缘护套参与燃烧蔓延,相比于金属芯绝缘护套整体燃烧蔓延而言,下部的绝缘护套燃烧较快,进而导致火蔓延速率短暂上升;随着金属芯直径进一步增加,金属冷却作用显著增强,导致火蔓延速率再次下降。此外,在火焰完全覆盖导线表面时,火蔓延速率理论计算值与试验评估值吻合较好,表明推导的水平火蔓延速率理论模型适应性较好。

尖晶石型铝酸盐光催化还原CO_2

采用有机物前驱法制备了3种尖晶石型铝酸盐催化剂(CoAl_2O_4,ZnAl_2O_4,CoAl_2O_4)。采用FTIR,XRD,UV-Vis DRS等技术对催化剂进行表征,并将催化剂应用于CO_2的光催化还原。表征结果显示:除CoAl_2O_4外,CoAl_2O_4和ZnAl_2O_4在煅烧时均直接形成尖晶石相;CoAl_2O_4,CoAl_2O_4,ZnAl_2O_4的平均粒径分别为25.21,21.35,23.26 nm,禁带宽度分别为1.77,1.45,3.82 eV。分别以煅烧温度为900℃、煅烧时间为4 h时制得的ZnAl_2O_4,CoAl_2O_4,CoAl_2O_4为催化剂,在催化剂加入量为1.5 g/L、CO_2流量为200 mL/min、反应温度为60℃的条件下光催化反应8 h,甲酸产生量分别为443.54,365.65,241.39μmol/g。

基于CoKriging模型的单室火灾温度预测

高保真数值模拟和单保真机器学习替代模型均需大量时间才能对火场温度做出准确预测,无法满足消防管理的应急需求.为解决上述问题,引入了CoKriging模型,并从建模时间成本、预测时间成本及预测结果准确性这3方面讨论了该模型在单室火灾温度预测中的适用性与特点.该模型利用CFAST和FDS模拟产生的154组混合数据进行训练.交叉验证的结果表明,当高、低保真度数据占比为10∶1时,该模型就能得到有效训练.进一步对不同方法、模型展开对比分析,结果表明,CoKriging模型的预测结果与高保真模拟FDS的计算结果十分接近,且模型一旦构建成功,其做出一次新的预测所需时间远少于FDS.除此之外,在将建模时间成本缩短至1/10的情况下,CoKriging模型仍能达到与单保真替代模型ANN、Kriging一致的预测准确度.实验还发现,高、低保真数据占比不会对CoKriging模型预测结果产生显著影响,即使只有少量FDS数据参与训练,仍能保证CoKriging模型的预测准确性.因此,CoKriging模型可作为一种快速而有效的回归分析方法,应用在单室火灾的温度预测中.