Correlation of rate of gas temperature rise with mass loss rate in a ceiling vented compartment

n-heptane pool fire and industrial alcohol pool fire in a ceiling vented compartment were studied experimentally. The parameters including mass loss rate and rate of gas temperature rise were investigated. The results suggest that the rate of gas temperature rise, whose variations were highly coincident with those of the mass loss rate, minimized at the moment of extinction. The correlation of the rate of average nondimensional temperature rise with mass loss rate was established. It was found that the rate of average nondimensional temperature rise may be correlated with mass loss rate via the gas heat absorption coefficient which was found to be a quadratic function of the nondimensional heat release rate for the ceiling vented compartment under study. The present study may be of practical use for estimation of the time-dependent changes in mass loss rate from the gas temperature curves.

盐冻耦合环境下再生砖粉ECC的耐久性研究

利用再生砖粉取代工程水泥基复合材料(ECC)中的石英砂,制备再生砖粉ECC,采用混凝土快速冻融试验,研究了氯盐、硫酸盐及复合盐(氯盐+硫酸盐)溶液侵蚀作用下再生砖粉ECC的质量损失率和相对动弹性模量变化规律,建立了ECC在盐冻侵蚀环境下的损伤模型,并对其耐久性进行评价。结果表明:冻融循环300次后,再生砖粉ECC在清水、氯盐、硫酸盐及复合盐四种介质中的质量损失率分别为2.884%、4.984%、1.955%和6.891%,相对动弹性模量分别下降了6.468%、16.300%、24.303%和39.861%;再生砖粉ECC在单一盐冻情况下的抗冻等级大于F300,在复合盐冻情况下的抗冻等级大于F250,具有良好的抗盐冻性能;建立的冻融损伤模型可较好地反映ECC在不同冻融介质下的损伤度Dn与冻融循环次数的关系,可以为严寒地区的结构耐久性设计提供有效参考。

铁尾矿混凝土力学性质及耐久性

这是一篇陶瓷及复合材料领域的论文。为了研究铁尾矿混凝土在受硫酸钠溶液干湿循环作用后的力学特性和耐久性,开展了受硫酸钠溶液侵蚀混凝土的抗压实验、抗氯离子侵蚀实验、抗冻实验和水化特性实验,分析不同铁尾矿掺量、干湿循环次数、溶液浓度对混凝土力学性质和耐久性的影响。结果表明:在铁尾矿掺量为30%、干湿循环次数为60次和硫酸钠浓度为5%时,混凝土的质量损失率较小而抗压强度耐腐蚀系数较大。随着铁尾矿掺量的不断增大,混凝土的抗氯离子侵蚀性能、抗冻性能越好,水化反应放热量不断减小。

高温后预损伤混凝土的轴压试验研究

对不同预损伤程度下C30混凝土试件进行了高温(200、350、500℃)后轴心抗压试验,获取了试件的应力-应变全曲线,分析了高温对预损伤试件的质量损失率、峰值应力、峰值应变、弹性模量等的影响。结果表明:在相同温度下,预损伤程度越高的混凝土试件破坏越早;在相同预损伤程度下,高温温度越高,试件破坏越早;与温度相比,预损伤程度对试件轴压破坏的影响更大;各试件的质量损失率随着温度的升高而增加;预损伤程度越高,高温温度越高,试件的轴心抗压强度越低;随着温度的升高,各试件的峰值应力降低,峰值应变增加,上升段的斜率变小;各试件的弹性模量均随着温度的升高而降低。

生物结皮生长发育对黄绵土抗侵蚀性能的影响

[目的]黄土高原退耕还林(草)工程驱动的生物结皮发育可显著抑制土壤侵蚀,为探明土壤抗侵蚀性能随生物结皮生长发育的变化特征及其响应机制。[方法]设置藻结皮、藓结皮和自然演替结皮3个处理,培育176天,系统研究生物结皮不同发育阶段及其类型差异对黄绵土抗侵蚀性能的影响。[结果](1)生物结皮盖度、厚度、生物量、叶绿素和粗糙度随生长时间均显著增加,培育初期藓结皮较高,培育末期自然演替结皮反而最高。(2)随生物结皮发育,土壤黏结力呈幂函数增强,较初期增加39.8%~60.3%;质量损失率呈指数函数减小,较初期降低45.6%~57.3%;饱和导水率变化趋势较为复杂,但培育末期均最低(0.08~0.12 mm/min)。(3)土壤黏结力随生物结皮盖度、厚度、叶绿素、生物量和表面粗糙度的增加呈幂函数增长,质量损失率随生物结皮盖度、厚度、叶绿素、生物量和表面粗糙度的增加呈指数函数下降。(4)土壤抗侵蚀综合指数(C_(ser))可表示为盖度(Cov)、厚度(T)和生物量(B)的幂函数(Cser=0.279 Cov^(0.194)T^(0.188)B0.119,R^(2)=0.73,p<0.05)。[结论]黄土高原生物结皮发育可显著提高黄绵土抗侵蚀性能,藓结皮效果最强。

灭火剂对高温混凝土抗压强度和劈拉强度的影响

为了研究不同灭火剂对高温混凝土力学性能的影响,以5℃/min和10℃/min升温速率将不同龄期的混凝土在高温炉里进行加热,分别在200、400、600、800℃下维持恒温1 h,测试了不同龄期和不同加热温度下试件的质量损失率。随后将混凝土试块放置于钢化玻璃箱体中,分别使用水、二氧化碳、哈龙1211、七氟丙烷作为灭火剂进行冷却,冷却至室温后,测试不同灭火剂处理后混凝土试块的抗压强度和劈拉强度。结果表明:龄期对烧失率的影响主要体现在400℃加热条件下,7 d和14 d养护龄期试块的烧失率大于28 d养护龄期试块的烧失率;常温下灭火剂不影响试块的抗压强度,400℃和600℃时水、哈龙1211和七氟丙烷会使试块抗压强度降低;对于养护龄期为7 d和14 d的试块,水冷处理在600℃条件下会使试块抗压强度升高,分别升高了9.14%和9.18%,龄期并不影响哈龙1211和七氟丙烷的试验结果;加热温度为800℃时,试块高温后抗压强度较低,不能体现不同处理方式对试块抗压强度的影响;400℃下水、哈龙1211和七氟丙烷会使混凝土劈拉强度降低;二氧化碳对高温混凝土抗压强度和劈拉强度的影响可以忽略。

高速造纸用SSB成形网结构与耐磨损性能

为研究高速造纸用自支撑绑定成形网(self-supporting binding, SSB)结构对其耐磨性能的影响,分析不同参数(编织网纹、底面纬线直径、经纬纱线密度和插接方式等)下的SSB成形网在500、750、1 000、2 500和5 000转的磨损试验条件下的质量损失率。结果表明:SSB成形网的磨损程度随摩擦转数增加而加重;编织网纹对SSB成形网耐磨性能的影响随经纬密度变化存在差异,经纬密较小时,底层采用10枚变则经面缎纹成形网时质量损失率最大,经纬密较大时,底层采用10枚变则经面缎纹成形网时质量损失率最小;其他参数相同条件下,SSB成形网耐磨性能与底纬直径、经纬密度呈正相关;SSB成形网主体结构耐磨性能优于插接工序形成的插接结构部分。

干旱荒漠区三种典型灌丛植物凋落物混合分解效应研究

为探究干旱荒漠区混合凋落物的分解特征,本研究以红砂(Reaumuria soongarica(Pall.)Maxim)、泡泡刺(Nitraria sphaerocarpa Maxim)和珍珠(Salsola passerina Bunge)为研究对象,分析了单一和混合凋落物质量损失率和养分残留率的变化,揭示了混合凋落物分解的加性与非加性效应。结果表明:各凋落物质量损失率随分解时间延长呈增加趋势;各凋落物C和N残留率随分解时间推移为降低趋势,说明C和N养分元素呈释放模式;混合凋落物质量损失率表现为加性效应,C残留率在分解前期为加性效应,分解末期为拮抗的非加性效应,N残留率在分解前期为拮抗和协同的非加性效应,分解末期为加性效应;凋落物混合后,较高的物种丰富度会导致养分残留率的非加性效应增强。综上,混合凋落物分解中养分变化的混合效应因分解时间而不同,混合凋落物物种丰富度会影响养分元素的混合效应,能改善干旱荒漠生态系统的养分循环。

热辐射强度对煤燃烧特性的影响实验研究

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。

差异纹理条件下木材燃烧性能研究

为探究不同纹理木材火焰燃烧特性,选择了5种常见木材,搭建试验装置,设计15组试验,从质量损失速率、最大火焰高度、燃烧时间等方面,分析了横向、竖向、斜向纹理木材的燃烧特性。结果显示:木材的质量损失速率与纹理有关,纹理对松木燃烧时的最大火焰高度影响最小,对杉木影响最大;榉木燃烧持续时间比其他4种木材长,杉木燃烧持续时间相对较短。研究结果有助于更好地掌握纹理对木材燃烧火焰特性的影响,为木结构建筑选材及火灾防治提供理论支撑。

基于点蚀演化的Q235钢材强度退化行为研究

【目的】为了评估腐蚀后钢材强度随点蚀演化的退化行为,基于不同腐蚀时间的钢基体表面蚀坑统计结果,利用ABAQUS有限元分析软件与Python程序实现了随机点蚀的原位演化,在此基础上提出了随机点蚀演化的力学性能评估方法。【方法】在保证数值模型与试验质量损失率一致的前提下,分析并验证了腐蚀钢材强度数值解的准确性和适用性,建立了点蚀影响下钢材的强度退化模型。此外,通过3组153个数值模型系统分析了蚀坑深度及质量损失率共同影响下Q235腐蚀钢材的屈服强度与极限强度的退化规律,提出了具有通用性的腐蚀后钢材屈服强度与极限强度随质量损失率与腐蚀深度的演化公式。【结果】结果表明,当蚀坑深度已知时,钢材剩余强度随质量损失率的增加呈指数型下降。点蚀影响下钢材的屈服强度和极限强度同时由质量损失率与蚀坑深度决定。

橡胶颗粒改良CFG桩混凝土抗冻及损伤性能研究

采用不同粒径与掺量的橡胶颗粒代替水泥粉煤灰碎石桩(CFG桩)中的粉煤灰,开展冻融循环及室内抗压强度试验,对改良后CFG试件的抗冻性能进行了研究。结果表明:掺入适量橡胶颗粒的试件破坏时完整性更好,经过冻融循环后试件的强度衰减速率和质量损失率明显降低,有利于提高试件的抗冻性能;掺入橡胶颗粒粒径越小,试件的抗冻性能越好,对强度衰减的影响越小。基于正交试验结果,确定了影响试件强度和质量损失率的因素顺序,发现最优掺入配比为橡胶代替粉煤灰20%、橡胶粒径20目。推导出了试件冻融-加载损伤模型,用试验数据进行拟合验证,拟合结果与试验数据十分吻合。通过得到的冻融-加载损伤模型及相关参数总损伤变量DΩ进行推算,得到了冻融-加载损伤变量的演化规律特征。

铁尾矿混凝土抗硫酸盐腐蚀性能和微观结构特征

这是一篇陶瓷及复合材料领域的论文。本文研究了硫酸钠溶液腐蚀铁尾矿混凝土的力学特性和耐久性,分析了不同铁尾矿掺量、腐蚀循环次数、硫酸钠溶液浓度对其力学性质和耐久性的影响。结果表明:在铁尾矿掺量为30%、腐蚀循环次数为60次和硫酸钠浓度为5%时,混凝土各项性能指标达到较佳状态。随着铁尾矿掺量的不断增大,混凝土的抗氯离子侵蚀性能和抗冻性能越好,水化反应放热量却不断减小,而混凝土的孔隙率和总进汞体积变化规律均呈现出先减小后增大的趋势。在同一铁尾矿掺量条件下,经腐蚀作用后混凝土主峰幅值的变化规律呈现出不断增大的趋势;而在同一硫酸钠溶液浓度条件下,经腐蚀作用后混凝土主峰幅值的变化规律呈现出先减小后增大的趋势。

贵州某玄武岩纤维耐腐蚀性研究

这是一篇陶瓷及复合材料领域的论文。为了探索玄武岩纤维耐酸碱腐蚀性,分别利用3 mol/L硫酸溶液、氢氧化钠溶液浸泡有无浸润剂的玄武岩纤维,并测试了纤维的质量损失率、断裂力保留率及纤维表面SEM。结果表明,随着浸泡时间的增加,在硫酸溶液浸泡下,有浸润剂玄武岩纤维的质量损失率由1.42%增加到7.33%,断裂力保留率由95.34%降至66.49%,无浸润剂玄武岩纤维的质量损失率由3.69%增加到9.40%,断裂力保留率由88.39%降至53.64%;在氢氧化钠溶液浸泡下,有浸润剂玄武岩纤维的质量损失率由0.40%增加到5.41%,断裂力保留率由97.37%降至79.82%,无浸润剂玄武岩纤维的质量损失率由1.50%增加到7.08%,断裂力保留率由93.42%降至69.85%;酸碱腐蚀均造成纤维质量损失,增加纤维表面缺陷,降低纤维断裂力,且相同浓度的硫酸溶液比氢氧化钠溶液,对所用玄武岩纤维的腐蚀更严重。浸润剂对纤维具有保护作用,能减缓酸碱对纤维的腐蚀。

消泡剂与减缩剂对聚合物改性水泥砂浆干燥收缩和质量损失的影响

研究了单掺消泡剂、单掺减缩剂及二者复掺对聚合物改性水泥砂浆的干燥收缩率和质量损失率的影响。结果表明,单掺消泡剂时,砂浆的干燥收缩率与质量损失率均会降低,且降低幅度与掺量成正比;单掺减缩剂时,砂浆的干燥收缩率降低且降幅与掺量成正比,质量损失率整体降低,但随着掺量的增加,减缩剂对质量损失的抑制作用逐渐降低;二者复掺对砂浆的干燥收缩与质量损失的抑制作用大于各自单掺时,具有明显的协同效应。砂浆的质量损失率与干燥收缩率之间存在幂函数关系,曲线参数受外加剂种类及掺量影响。

纤维复材增强混凝土抗冻融循环试验及性能分析

为保障混凝土材料在高寒环境下的使用寿命,制备3组混凝土材料,一组作为对比组不使用加固材料,其他2组分别采用碳纤维复合材料进行条带式加固与全包裹式加固,采用冻融循环试验方法,测试试件在冻融循环过程中的性能变化,及冻融循环后的力学性能。结果表明,未加固的混凝土试件质量损失率、水量损失率均处于较高水平,且该试件的相对动弹性模量下降幅度较大,从而影响其抗冻融效果;采用碳纤维复合材料全包裹方式加固的混凝土质量、水量损失较小,有效粘接长度也并未发生较大变化,且该组试件在冻融循环后的力学性能同样保持良好,采用碳纤维复合材料全包裹方式加固后的混凝土抗冻融效果更强。

挤压力及热处理对体育器材用7A09铝合金组织和性能的影响

采用挤压铸造工艺制备了7A09铝合金,研究了挤压力及时效工艺对7A09铝合金组织和性能的影响。结果表明:以挤压力为25、50和75 MPa的挤压铸造工艺制备的7A09铝合金铸件内无气孔、缩孔等缺陷,其显微组织比采用普通铸造工艺制备的铝合金铸件致密;挤压铸造的合金晶粒和沉淀相比普通铸造的合金的细小,随着挤压力的增大,合金的硬度和抗拉强度升高,磨损质量损失减小;经120℃时效130 min后,挤压铸造的合金的磨损质量损失比普通铸造的合金显著减小,这是由于挤压铸造合金凝固时间缩短、沉淀相密度提高、晶粒较细小和共晶组织分布较均匀从而耐磨性显著改善所致。

双层外立面对竖直向下火蔓延影响的实验研究

通过实验研究了层间效应对聚甲基丙烯酸甲酯向下火蔓延特性的影响。在6组不同立面间距的条件下,对火焰高度、温度、质量损失速率和火蔓延速率等参数进行研究,建立了传热物理模型并进行理论分析,得到了聚甲基丙烯酸甲酯在预热区和热解区的辐射、对流热反馈的函数表达式。实验结果表明:随着外立面之间间距的增大,火焰厚度减小,火焰形状发生不规则变化;质量损失速率的对数与火焰高度的对数呈线性关系;在间距不同的情况下,火焰的最高温度保持不变;随着间距的增加,火蔓延速率分3个阶段逐渐下降。理论分析表明:间距变化时,对流和辐射热反馈所占主导地位不同,当间距大于6 cm时,辐射热反馈几乎可以忽略不计,且理论分析与实验结果一致。

宽度和载荷对沟槽地表火蔓延特性的影响

为探究燃料床的宽度和燃料载荷对沟槽地表火蔓延燃烧特性的影响,设计了宽度分别为10、15、20 cm的燃料槽,分析了不同宽度和载荷条件下地表火蔓延速度、火焰高度和夹角、质量损失、滞留时间等燃烧特性的变化规律。结果表明,载荷越高,燃料的质量损失速率越大;相同载荷下,沟槽宽度越小,燃料消耗率越高。燃料槽侧壁使卷吸受限,火线成线性。火蔓延速率随宽度增加而增大,火焰高度随宽度和载荷增大而增大。在高载荷的情况下,火蔓延过程中产生大量可燃烟气,火焰形成向火蔓延方向的火焰夹角。

滇中地区9个树种的连续燃烧性能

【目的】通过对树种不同直径枯枝连续燃烧性能进行分析,研究树种燃烧性能差异和可燃物连续燃烧临界尺寸,从而为不同树种火灾的预防和扑救措施提供理论依据。【方法】利用锥形量热仪对桉树Eucalyptus robusta、冲天柏Cupressus duclouxiana、灯台树Bothrocaryum controversum、华山松Pinus armandii、桤木Alnus cremastogyne、银荆Acacia dealbata、圆柏Sabina chinensis、云南松Pinus yunnanensis、藏柏Cupressus torulosa 9个树种的2~4、5~8和9~12 mm直径枯枝燃烧性能进行测定,采用OriginPro 8.1软件对结果进行分析,研究不同树种的连续燃烧性能差异。【结果】各树种热释放速率(HRR)小直径枯枝均有1个明显峰值,随着枯枝直径的增加峰值逐渐变得不明显且在较高值维持较长时间,云南松、桉树和银荆随枯枝直径增加热释放速率变化趋势不大,其他树种随枯枝直径增加热释放速率变化明显;各树种质量损失速率(MLR)小直径枯枝均有1个明显峰值,随着枯枝直径的增加峰值逐渐变得不明显且在较高值维持较长时间。其中,桉树、冲天柏随枯枝直径增加质量损失速率变化趋势不大,银荆、灯台树次之,其他树种随枯枝直径增加质量损失速率变化明显;各树种烟生成速率(SPR)均有2个峰值,第1个峰值明显,第2个峰值随枯枝直径增加逐渐变得不明显。其中,桉树第2个峰值也较明显,冲天柏、灯台树、华山松、银荆次之,其他树种第2个峰值不明显;各树种随着枯枝直径的增加总释放热(THR)随之增加;各树种不同直径枯枝总生烟量(TSR)均表现出迅速上升的特征,上升过程中总生烟量(TSR)有明显的拐点,上升速度明显变慢;各树种枯枝TSR随着直径的增加逐渐增大。各树种热释放速率峰值随着枯枝直径的增加而减少,热量释放持续时间增长,总释放热随着直径的增加而增大。【结论】对不同树种不同直径枯枝的燃烧性进行研究,可以为可燃物持续燃烧临界尺寸提供依据,为不同树种的林火行为及森林可燃物调控措施提供参考。