基于网络开放数据的区域消防救援总体有效覆盖率评估

高效准确地掌握消防救援有效覆盖率是优化消防站点资源配置的前提。将判断是否有效覆盖的消防救援行程时间阈值定为240 s,建立了基于时间加权的区域消防救援总体有效覆盖率评估模型。基于网络开放数据收集了长沙的50座消防站作为消防救援供给点、5746家被抽查到的社会单位作为消防救援需求点,并调用网络地图应用程序编程接口基于实时路况来仿真消防救援行程时间。在连续7 d内设置197个评估场景,共获得了1131962个有效样本,进而得出:长沙消防救援总体有效覆盖率为21.22%,结果等级为“C”,消防救援水平一般,需加强消防站建设。这种基于网络开放数据的区域消防救援有效覆盖率评估,具备高效和准确的特点,可为优化消防站点资源配置、提升公共安全水平提供关键理论和方法支撑。

城市交通隧道电动汽车火灾安全研究进展

城市电动汽车数量增加给城市交通隧道消防安全带来了新的挑战。论文首先归纳了隧道内电动车辆火灾研究的科学问题和关键技术问题,总结了电动汽车火灾成因及研究手段、火灾燃烧热特性、燃烧产物特性等领域的研究成果,分析了隧道狭长受限空间结构对电动汽车火灾发展过程的影响,探讨了城市交通隧道电动汽车火灾的消防救援。根据现行消防标准规范及隧道消防设计指南,讨论了应对电动汽车火灾交通隧道消防系统设计需要改进的要点。研究表明,新能源车火灾场景比燃油车火灾场景更复杂,主要表现在电池不稳定的喷射火源、持续时间、峰值热释放和峰值温度、汽车带电风险等方面。目前电动汽车火灾实体试验研究主要是在大空间或者开放空间中进行,隧道受限空间对电池燃烧特性影响、电动汽车火灾羽流特性以及有毒烟气蔓延及控制还缺乏系统性研究。研究成果能够为城市交通隧道的消防设计、安全运营以及应急救援预案制定提供参考。

整合多因素影响的城市消防站布局优化实践

为了科学规划城市消防站的数量和空间位置,提高同等时间下对责任区域的覆盖率,保证应急救援的时效性,避免可能导致的更大程度人员伤亡和财产损失,本研究以《城市消防站建设标准》为依据,运用地理信息系统(GIS),增加危险化学品重点单位的权重,根据调研情况提出10 min内90%覆盖率为考量标准,充分考虑保留现有消防站同时建设新站的经济成本和不合理布局对消防救援人员健康造成的危害,进行城市消防站布局优化。据此思路,以包头市昆区为例开展实践研究,结果表明:昆区消防站布局优化后,在相同阻抗中断下,消防站可达区域面积和对责任区域覆盖率均有较大增长。因此,运用该思路开展城市消防站布局优化具有一定的科学性。

无氟泡沫灭火剂真火实验与分子动力学模拟

针对低碳醇调控碳氢和有机硅表面活性剂制备无氟泡沫灭火剂路线的广泛适用性以及小尺度灭火实验评价灭火效果的局限性,选取一种新型有机硅表面活性剂SILOK与两类碳氢表面活性剂CHX-3和SDS为关键组分,开展无氟泡沫灭火剂的复配方案设计、泡沫性能测试、真火灭火实验和分子动力学模拟。测试结果表明:CHX-3/SILOK/异丁醇和SDS/SILOK/异丁醇两类复配体系5种复配方案的无氟泡沫灭火剂均具有良好的泡沫基础性能,设计方案的表面张力为20.3~22.7 mN/m,稳泡系数为0.9617~0.9762,25%析液时间为203~238 s。相对来说,CHX-3/SILOK/异丁醇的质量分数为0.48%/0.1%/0.03%的Case5配方具有更加优良的泡沫基础性能,表面张力低,发泡性和稳泡性能良好。真火灭火实验证明:CHX-3/SILOK/异丁醇体系的Case5方案,90%控火时间仅为42 s;灭火时间最短,仅为49 s;平均灭火降温速率最大,达到了7.59℃/s。通过分子动力学模拟研究了复配体系的氢键和扩散系数,阐明了CHX-3和SDS对泡沫稳定性和表面张力的影响规律。研究成果能够为无氟泡沫灭火剂的开发、应用和推广提供数据支持和理论支撑。

某核电厂电气仪控房间火灾排烟温度分析

对某核电厂电气厂房的2个电气仪控房间进行了火灾排烟温度模拟分析。模拟计算了排烟系统不同时刻启动时,这2个防火空间室内空气温度的变化情况。结果表明:排烟系统启动后房间空气温度迅速降低,然后逐渐升高,最后随着火灾热释放速率的降低而逐渐降低;对于手动启动的排烟系统,需及时启动才能有效排除火灾中的烟气;需合理设置排烟防火阀,以保护排烟风机等。

基于标准火灾曲线和热释放率的衬砌温度分布数值计算研究

为探明火灾下衬砌温度的分布特性,基于隧道火灾-衬砌辐射对流传热数学模型建立了衬砌温度数值计算方法,并对HC标准火灾曲线和30 MW火灾热释放率火灾工况进行计算分析。结果表明,标准火灾曲线最高温度普遍大于目前我国规范的要求。采用火灾温度作为衬砌壁面边界条件将显著增大衬砌温度荷载,2小时HC火灾曲线和30 MW火灾工况衬砌最高温度分别为778℃和351℃。标准火灾曲线工况衬砌内部的高温影响范围和高温值均显著大于30 MW火灾工况。

铰接阻尼支吊架设计与分析

为了防止管道结构在地震工况下的破坏,在传统抗震支吊架基础上,将U型软钢阻尼器加入其中,提出了一种铰接阻尼支吊架。以目前常用的消防管道为例,利用ANSYS软件建立数值模型,对设置铰接阻尼支吊架的结构进行了力学分析,并与传统抗震支吊架减振效果进行了对比,结果表明:铰接阻尼支吊架刚度小,受力更加均匀。随着地震烈度的提高,铰接阻尼支吊架对管道的位移和加速度的减振效果明显优于传统抗震支吊架,其中,抗震设防烈度为7和8度时,位移和加速度减振率均可以达到40%以上。从提出的滞回曲线可以看出,铰接阻尼支吊架耗能能力优良。

LTD多间隙气体开关低概率自放电估计

开关触发前发生的低概率自击穿故障,是制约直线变压器驱动源(LTD)技术发展和工程应用的主要因素。针对多间隙气体开关的自放电概率展开研究,设计了简化结构的气体开关来测量更高气压下的自击穿电压;推导了考虑间隙分压不均的开关自击穿电压累积分布函数,计算LTD工作气压下的多间隙开关自击穿电压分布特性并进行实验验证;通过超越阈值方法对低工作系数下的小概率自放电事件进行威布尔分布拟合,得到自放电概率估计值;对气体开关开展了万发次考核实验,得到自放电概率测量值。结果表明:开关的自击穿电压分散性随着气压升高而增加,测量低气压下的自击穿电压无法外推得到实际工作高气压条件下的自放电概率;开关工作系数为65%和60%时,气体开关的自放电概率估计值为1:44×10^(-4)和3:01×10^(-5),与开关万发次考核的实验结果相近,验证了估计方法的可行性。

坡度对峡谷火蔓延影响的实验研究

峡谷地形火蔓延可诱发爆发火,带来惨重的人员伤亡。利用峡谷火蔓延实验台(长6.0 m,宽8.0 m),以松针为燃料,研究不同中间坡度角(0°,10°,20°,30°)和侧坡度角(10°,20°,30°)条件下,线火源引燃的对称峡谷火蔓延变化规律。当中间坡度角高于10°时,随着侧坡度角的增大,火头向燃料床两侧移动,火线呈现显著的凹形。火蔓延速率随中间坡度角和侧坡度角的升高而增大。峡谷中心线上火焰前方的气体流速随中间坡度角的升高而增大,随着侧坡度角的升高而减小。当中间坡度角高于20°、侧坡度角高于10°时,在峡谷中心线上产生了爆发火。

睡眠稳态的电生理机制

大脑需要稳态系统来维持神经元的正常活动。睡眠不足会影响到有机体的生理功能,因此清醒时不断累积的睡眠压力会迫使哺乳动物进入睡眠状态,长时间清醒(睡眠剥夺)则会延长或加深随后的睡眠,这一现象被称为睡眠稳态(sleep homeostasis)。探明睡眠稳态的电生理机制有利于改善睡眠,治疗相关疾病,但目前仍存在许多问题。鉴于此,本文围绕睡眠稳态的电生理机制,首先关注睡眠稳态公认的电生理标志物——慢波活动,接下来介绍神经元放电率的相关研究,最后从脑区差异、睡眠阶段、学习记忆和物种差异几个方面进行展望。

贵州喀斯特生态系统典型针叶林地表火蔓延速度影响因子及预测模型

【目的】喀斯特生态系统农林交错,火源复杂,极易发生森林火灾,对喀斯特生态系统恢复等造成严重影响,研究该区域典型针叶床层平地无风条件下的林火蔓延速度,对于该区域植被恢复和森林防灭火工作具有重要意义。【方法】以喀斯特生态系统内3种典型针叶林下地表可燃物为研究对象,在室内平地无风条件下,构造与野外结构相似的针叶床层,以床层含水率、厚度和载量因子的不同梯度组合为变量,进行了188次点烧实验。【结果】(1)相同条件下,云南松和华山松针叶床层的林火蔓延速度没有显著差异,但显著高于马尾松针叶床层(P<0.001)。(2)可燃物床层含水率对针叶床层蔓延速度有显著的阻滞作用,床层厚度有显著的促进作用,床层载量对云南松和华山松针叶床层的蔓延速度有促进作用。(3)马尾松、云南松和华山松针叶床层林火蔓延速度的加式模型平均绝对误差分别为0.013、0.029和0.020 m/min,乘式模型的平均绝对误差分别为0.014、0.023、0.018 m/min,两种预测模型能解释75%以上的林火蔓延速度变化情况。(4)加式模型的外推误差的平均绝对误差和相对误差分别为0.108 m/min和42.50%,乘式模型外推效果优于加式模型,误差均值分别为0.086 m/min和28.20%。【结论】研究揭示喀斯特生态系统典型针叶林可燃物床层特征对林火蔓延速度的影响情况,3种针叶床层平地无风条件下蔓延速度较大,具有蔓延成灾的可能。综合预测精度和外推效果,建议选择乘式模型建立林火蔓延速度预测模型,为该生态系统内森林防灭火工作提供基础。

某火炮连续发射试验装置设计与仿真研究

在现代火炮系统中,实现高射速连续发射的能力对于提高火力密度和战场效能至关重要。为了在实验室条件下进行火炮多发连续射击的试验,设计了一种新型的火炮连续发射试验装置。通过理论计算和流固耦合分析,对该装置的关键参数进行了精确优化,确保其能够支持最高达1300次/min的射速,并且能够进行5发的连续发射试验。在不同射速条件下进行的运动分析表明,该装置在整个运动周期内的最大差异仅为1.40%。结果表明,该装置具有较高的稳定性,并且能够适应多种射速的连续发射试验,为实验室环境下进行高效率和高精度的火炮发射试验提供了一种新方法。

锂离子电池汽车全尺寸火灾试验研究进展综述

分析近年来国内外发生的锂离子电池电动汽车火灾事故,对电动汽车的火灾风险进行简要概括。重点针对美国、加拿大、奥地利、瑞典、中国等国家在锂离子电池电动汽车全尺寸火灾试验及火灾防控方面的科研成果进行综述。根据国内外研究成果,对不同电池容量的锂离子电池电动汽车的热释放速率进行汇总,重点总结燃烧总热释放量、热释放速率峰值和释放有毒氟化氢气体与电池容量的关系。旨在为我国锂离子电池电动汽车火灾防控和火灾风险评估技术研究提供必要的数据参考。

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。

火灾后建筑物的结构安全性检测鉴定与分析

以某住宅楼火灾后的结构安全性检测鉴定为例,提出一种火灾后建筑物主体结构安全性检测鉴定思路与方法,对类似的工程结构安全性鉴定分析具有一定借鉴意义。

镁盐阻化剂抑制煤自燃特性的实验研究

为了研究镁盐(六水氯化镁+氢氧化镁)对煤自燃阻化特性的影响,利用同步热分析法、程序升温-气相色谱联用实验先后研究阻化剂用量和硅烷偶联剂的加入对煤自燃特征温度、热效应等方面的影响规律。结果表明:镁盐阻化剂添加量为_(30%)时阻化效果相对最好,热解温度T3比原煤样延后40℃,总放热量减少165.14 J/mg;加入硅烷偶联剂后的F@M_(30%)·G阻化煤样主要推迟煤体热解及着火的发生,其中热解温度T3较原煤升高49℃、着火温度T4升高26℃;F@M_(30%)阻化煤样可降低CO的体积分数,抑制煤自燃效果随温度升高逐渐增强,添加硅烷偶联剂后阻化煤样的CO体积分数能减少约4×10^(-6), F@M_(30%)阻化煤样的阻化率为30.87%、F@M_(30%)·G阻化煤样阻化率高达91.57%。

某高射速自动炮多体瞬态传热及应力研究

为提高拦截概率,提高发射速率是高炮武器系统的重点发展方向之一,以期单位时间内发射较多的弹丸至目标区域。然而,高射速发射造成的热效应反过来又会影响火炮自动机中多体关键件的工作效率,最终影响火炮射击安全性。为提高高射速自动机射击速率和射击安全性,解决影响其关键件寿命的热效应问题,需对高射速自动炮自动机多体关键件瞬态传热及应力变化进行研究。以某转膛型高射速自动炮为研究对象,采用瞬态传热学理论,建立了自动机关键件传热模型,采用有限元分析软件ANSYS Workbench进行了多体瞬态传热及应力变化仿真研究,仿真结果表明:随着射击频次的增加,关键件形变、温度急剧增加,最终会引起多体部件运动干涉影响射击安全性。仿真结果能够为自动机的设计、使用和维护保养提供理论支撑。

正交胶合木楼板全尺寸耐火性能试验研究

开展全尺寸正交胶合木楼板在加载情况下的耐火性能试验,所测试的楼板整体厚度为175 mm,在楼板上方均布2.0 kN/m2的砝码进行加载。两块楼板分别采用耐热型聚氨酯(PUR)胶和普通PUR胶制作,并分别采用单层15 mm厚和双层12 mm厚的耐火石膏板进行防火保护。试验发现,对于采用耐热型PUR胶和15 mm厚耐火石膏板的试件,石膏板的脱落时间约为45~50 min,层板炭化后未发生明显的脱落现象;对于采用普通PUR胶和双层12 mm厚耐火石膏板的试件,第一层石膏板的脱落时间约为30 min,第二层石膏板的脱落时间约为60 min,层板炭化后发生了较明显的脱落现象,脱落时间发生在85~100 min。试验进行至121 min,两块楼板中心的竖向位移值分别为-25、-33 mm,楼板背火面整体完好,表面最高温升不超过2℃。结果表明,所测试的楼板试件在加载情况下的耐火极限不低于2.00 h。

基于深度学习的隧道火灾火源位置和热释放速率反演

火源位置和热释放速率(HRR)是指导隧道火灾消防应急救援的重要信息。但在实际中,得到的关于火场的信息十分有限,很难直接得到火源关键信息。提出了一种基于深度学习的隧道火灾火源位置和HRR的反演方法。首先,基于试验数据验证的数值模拟建立不同边界条件下的隧道火灾数据集。基于卷积神经网络(CNN)和长短期记忆网络(LSTM)建立有限的固定式传感器温度数据和火源位置及HRR之间的映射关系,评估了该模型对于火源位置和HRR的反演效果。评估了时间输入步长和传感器间距对该模型反演性能的影响。结果表明,该模型对HRR和火源位置都有较好的反演性能,当时间输入步长为20 s,传感器间距为30 m时,模型反演HRR和火源位置的R2值分别为0.97和0.99。

隧道火灾相向射流排烟系统烟气质量流率比例系数

为探究隧道相向射流排烟系统中火灾发生时烟气的流动特性,通过FDS数值模拟研究隧道内不同上、下游风速工况下的上、下游烟气质量流率变化。基于等效风速、理论分析和数值模拟结果得到上、下游风速与烟气质量流率比例系数的关系式。结果表明:当等效风速小于临界风速时,上、下游烟气质量流率比值和烟气质量流率比例系数随等效风速增加而减小,并且等效风速与上、下游烟气质量流率比值存在线性关系;当等效风速大于临界风速时,上、下游烟气质量流率比值和烟气质量流率比例系数为0。