动力锂离子电池热失控火灾试验模型研究

分析动力锂离子电池热失控安全问题现状及相关标准、规范的规定,研究建立用于评价锂离子电池热失控火灾防控装置的试验模型。试验模型包括锂离子电池箱结构尺寸、锂离子电池种类及布置、热失控触发方式、火灾防控装置的安装、试验过程数据采集处理等。采用加热和过充两种触发方式使电池发生热失控,模拟不同工况下电池热失控的行为。通过火灾试验及标准模型的建立,初步确定火灾防控装置对扑救锂离子电池火灾有效性和可靠性的评价标准。

IG541灭火剂水分及组分含量一致性控制

介绍消防气瓶干燥处理常用方法,IG541组分含量一致性控制的必要性。介绍压力法、称量法+压力法充装IG541灭火剂的原理。分三个批次进行试验,对比压力法、称量法+压力法充装的IG541灭火剂的组分含量偏差和压力差发现:压力法充装IG541灭火剂效率较高,但是一致性较差;称量法+压力法充装IG541不仅效率高,而且一致性好。

气体灭火系统可靠性评估方法

为了提高气体灭火系统可靠性,在大量数据调研的基础上,结合气体灭火系统的特点,提出了气体灭火系统可靠性评估方法,由故障树、可靠性计算、FMEA分析及巡检间隔时间计算四部分组成。根据该方法对当前在用的气体灭火系统进行可靠性评估。该方法有助于根据评估结果进行整改,提高系统可靠性。

探火管灭火装置最小喷射压力试验

介绍了探火管灭火装置的工作原理及其国内外研究状况,提出了直接式探火管灭火装置最小喷射压力的性能要求,通过预先设定的判定依据,分别对直接式七氟丙烷探火管灭火装置和直接式二氧化碳探火管灭火装置进行实体喷射及灭火试验,获取了确保直接式七氟丙烷探火管灭火装置和直接式二氧化碳探火管灭火装置正常喷射时爆破口处的最小工作压力值。

水替代气体灭火系统液态灭火剂喷放相似数的研究

通过理论推导,分析储存体积相同、管道进口压力相同和变化两种情况下,两种不可压缩流体不稳定流动的时间比,证明水和不可压缩流气体灭火剂喷射时间的相似性,获取了水替代不可压缩流气体灭火剂喷射时间的定量修正参数。以七氟丙烷和水为例进行了实际喷射对比实验,进一步验证了理论推导的修正参数的准确性。

活泼金属D类实体火灭火试验研究

通过试验介绍钠、钾、镁和三乙基铝等活泼金属及其化合物火灾(D类)的燃烧特性,阐述扑救D类火灾用干粉灭火剂和灭火系统与传统干粉灭火剂和灭火系统在探测、驱动、释放方面的区别。通过金属镁、钠、钾、锂和三乙基铝的实体火灾试验获得扑救活泼金属实体火灾的基础试验参数,验证D类干粉灭火系统扑救金属火灾的有效性和可靠性。

快速拆装型低温七氟丙烷灭火装置研究

针对现有柜式七氟丙烷灭火装置作为移动式灭火装置时存在的不足,在现有装置的基础上,研发了一种可移动、能快速拆装的低温无管网七氟丙烷灭火装置和能使液态七氟丙烷在低温条件下雾化的喷嘴。详细介绍该装置的灭火剂瓶组、低温雾化喷嘴、快速连接件和灭火剂瓶组推车的设计和性能测试。通过实体灭火试验,验证了灭火装置及部件的性能满足设计要求。

气体灭火系统灭火剂钢瓶使用可靠性分析

用概率论和数理统计方法及断裂力学理论,对气体灭火剂钢瓶的使用寿命和安全可靠性进行了估算和分析,示例推导出了有裂纹或制造工艺误差条件下钢瓶的寿命可靠性,为气体灭火系统的维修周期、维保间隔时间和报废年限提供技术依据。

气体灭火系统流量计算方法设计的建议

总结国内外气体灭火系统流量计算方法(软件)设计的发展现状。根据相关规范规定,对气体灭火系统流量计算方法(软件)设计时需要考虑的设计参数以及相关参数的限制条件给出了详细的解释和说明,以帮助相关人员开发设计流量计算方法(软件)。

三元锂离子动力电池热失控及火灾特性研究

本工作以电动乘用车软包三元(NCM)动力锂离子电池为研究对象,通过温度电压数据采集及高速摄像的方法,在开放空间下开展了加热和过充触发条件下的电池热失控实验,研究了电池热失控、爆喷及火灾过程中温度电压的变化规律、爆喷及火灾特性。结果表明,加热触发条件下,起主导的副反应是正极与电解液,产生的大量氧气和碳氢化合物可燃气体,导致电池从鼓胀到爆喷仅用了0.5s,且直接出现喷射火,位置在靠近极耳的铝膜处;过充触发条件下,起主导的副反应是负极与电解液产生的大量碳氢化合物可燃气体,故在极耳处持续爆喷电解液的固液气混合物一段时间后,才被点燃形成喷射火。两种条件下的电池燃烧持续时间均未超过50s,爆喷过程中温度最高约为700℃,燃烧残余物温度不低于500℃,爆喷前电压均未出现明显变化。根据与以往学者的实验数据比对,NCM电池系列中,安全性由高到低排序为333、622、811。本研究有助于为高比能动力锂离子电池的实际应用、热失控火灾防控及预警技术提供实验依据。

全氟己酮灭火剂局部应用灭火技术研究

以全氟己酮灭火剂局部应用灭火技术为研究对象,基于旋芯喷嘴低压大流量雾化的特性,利用Fluent进行了该类喷嘴的外流场仿真,完成了雾化后的灭火剂浓度分布特性仿真分析,并确定了浓度分界点;结合吉利兰半经验公式,推导出了针对不同雾化半角的喷嘴流量计算公式,并建立了局部应用灭火计算方法;结合实验,验证了局部应用灭火技术方法的准确性。研究表明:高度变高、雾化半角变大、温度变高、粒径变小,均会导致所需灭火流量的增大,其中雾化半角对灭火流量的影响最大;结合浓度分布特性和喷嘴流量计算公式建立的局部应用灭火计算方法,能够实现可靠灭火。

橡胶与新型高沸点气体灭火剂的相容性研究

对现阶段气体灭火剂(简称灭火剂)灭火系统常用的3种橡胶材料[丁腈橡胶(NBR)、高温硫化硅橡胶(HTV)和氟橡胶(FKM)]与3种新型高沸点灭火剂(Novec 1230,HCFO-1233zd和HFO-1336)进行常温-常压和高低温-高压浸泡试验,并对浸泡后橡胶的质量、体积、硬度和拉伸性能进行测试和分析,以研究3种橡胶与新型灭火剂的相容性。结果表明:常温-常压下,3种橡胶均易溶胀,但不易发生溶解,3种橡胶均适用于Novec 1230贮存设备密封件,在不考虑体积变化的情况下NBR和HTV适用于HFO-1336贮存设备密封件;高低温-高压下,3种橡胶的溶解速率均增大,HCFO-1233zd贮存设备密封件不建议使用这3种橡胶,HFO-1336贮存设备密封件建议使用HTV,Novec 1230贮存设备密封件建议使用NBR和HTV。

消防气体灭火系统可靠性的贝叶斯估计

由于气体灭火系统样本少,不易计算可靠性,本文采用贝叶斯方法,将验前信息和现场样本信息相结合,从而进行气体灭火系统的可靠性估计,其中包括多源验前信息的折算、融合、检验、权重的计算以及单元和系统的可靠性贝叶斯估计,最后通过实例阐明了该方法的可行性.

压紧力对软包NCM动力锂离子电池热失控的影响

以电动乘用车软包三元(NCM)动力锂离子电池为研究对象,通过温度、电压、压紧力数据采集,在开放空间下开展了无压紧力和有压紧力两种条件下的电池热失控实验,研究了电池热失控、爆喷及火灾过程中温度电压和压紧力的变化规律。结果表明,有压紧力条件下,电池结构比无压紧力条件下更紧密,爆喷及燃烧更剧烈,爆喷时间更短,电池及残余物温度更高,燃烧时间更长,同时其热失控前的加热过程中温升速率更快,用时更短,电池表面及电极温度更低;有压紧力和无压紧力两种条件下,电池爆喷的过程基本一致,最终均形成多向射流火;若将压紧力变化量10%、压紧力变化率5 N/s设为爆喷预警阈值,可至少提前近1 min实现软包NCM锂离子电池的爆喷预警。

氮气在七氟丙烷中的溶解度测定及计算

为研究氮气在七氟丙烷内的溶解度,利用PVT实验装置测定了在不同温度和压力下氮气在七氟丙烷内的溶解度,并系统讨论了温度、压力对溶解度及亨利系数的影响,结合实验数据,建立了氮气在七氟丙烷内的溶解模型。研究表明,温度有利于氮气在七氟丙烷中的溶解;压力不利于氮气在七氟丙烷中的溶解;氮气在七氟丙烷中的溶解模型拟合数据效果较高,最大偏差未超过3%。

旋芯雾化喷嘴仿真与实验研究

为研究旋芯雾化喷嘴的喷放特性,通过建模仿真了单孔旋芯雾化喷嘴内流场及外流场,研究分析了内流场的雾化机理及外流场的雾滴分布特性,并结合实际喷放验证了仿真的准确性。研究表明:旋芯喷嘴喷放过程中能大幅度提高液体喷放速度,并在喷口处形成空穴,显著提高雾化效率;该喷嘴在低压下即可实现不大于80μm粒径的雾化,且粒径分布均匀。

气体灭火系统安全性评估方法

为提高气体灭火系统安全性,结合气体灭火系统的特点,对现有安全检查表法进行改进,筛选确定关键项检查表检查内容,建立气体灭火系统安全性关键项检查表;编制扣分检查表,结合层次分析法和专家调查问卷确定扣分式检查表的各项权重;并给出气体灭火系统的安全评价量化标准。应用该方法对某工程实例进行安全性评估。

NCM811高比能锂离子电池热失控火灾特性

通过NCM811高比能锂离子电池在低氧环境、电滥用、热滥用和机械滥用工况下热失控实验研究,获取该电池的热失控特性及关键参数,为进一步的热失控早期预警和火灾扑救研究提供了技术支持.

高比能NCM动力电池热失控扩展安全阻隔技术

为有效控制高能量密度锂离子电池(LIBs)热失控扩展,提出一种复合阻隔技术。以软包镍钴锰(NCM) 811型(NCM811)电池为研究对象,分析现有锂离子电池热失控火灾防控方法及NCM811电池热失控特性,通过加热方式进行电池热失控特性试验,以确定表面温度和热失控触发时间之间的影响关系;通过以气凝胶、石棉、岩棉为代表的不同微结构尺寸材料的热阻隔试验,确定微结构尺寸与热阻隔特性的关系;通过不同厚度、层数的热阻隔试验,研究不同阻隔方案的热阻隔特性。研究表明:在进行毫米厚度级别的热阻隔时,阻隔板材料微结构尺寸越小(小于空气分子平均自由程70 nm),阻隔板越薄、层数越多,热阻隔效果越好。

全氟己酮灭火剂与不同材料的相容性研究

针对全氟己酮灭火剂在工程应用中灭火剂与存储材料的相容性问题,通过对气体灭火系统工程应用中常用材料的分析,筛选开展全氟己酮灭火剂相容性的试验材料。试件在常温常压下浸泡180 d后,分析表面腐蚀、腐蚀速率、质量变化、体积变化和拉伸强度变化率数据,给出不同种类材料与全氟己酮灭火剂的相容性。