Coal combustion restrained by ultra-fine water mist in confined space

In order to apply ultra-fine water mist technology on spontaneous coal combustion in the goaf of a coal mine, we built a small scale compartment with ultra-fine water mist for restraining coal combustion in a confined space and then investigated the restraining efficiency and related factors. The study obtained the following results: a descending rate of heat release, an increase in O2, the production of CO2 decreased gradually, while the production of CO increased dramatically and quickly and then decreased; ultimately it tended to become stable after the discharge of an ultra-fine water mist. The technology showed that the ultra-fine water mist can effectively reduce the heat release rate of coal and the rate to generate components. We found that the restraining effect relied on the mist flux, the discharge time and other factors. A sufficient amount of mist has a better effect compared to an insufficient amount of mist. To combat coal combustion, the greater the discharge time, the better coal flames are extinguished.

湿热地区充气薄膜屋面喷雾降温实验——以ETFE气枕屋面为例

为明确湿热地区屋面喷雾技术对充气薄膜屋面的降温效果,以广州无限极广场的乙烯四氟乙烯共聚物(ETFE)气枕屋面为研究对象,通过在夏季典型气候条件下开展实验测试,量化了该技术对屋面表面与下方室内产生的降温效果,分析了屋面内外表面的热流量变化,并建立了以气象参数为自变量的屋面外表面降温效果预测模型。结果表明:喷雾系统在全天产生的外表面与内表面降温范围分别为3.8~12.3℃与1.5~2.9℃;屋面喷雾可提高室内人员的热舒适水平,室内空气温度与平均辐射温度降温范围分别为0.2~0.3℃与0.2~1.0℃;在上午与下午时段可使进入室内的传热热流量分别减少21.3%与33.9%,对降低建筑负荷具有积极作用;太阳辐射对屋面外表面降温效果影响最大,其次是风速,而湿球温度的影响最小。该技术不仅可在湿热地区应用,在其他高辐射地区应用仍可实现良好的降温效果。

超细水雾抑制受限空间轰燃有效性实验研究

抑制轰燃能有效降低火灾造成的人员伤亡与财产损失.通过搭建超细水雾抑制受限空间轰燃的小尺寸实验台,研究了超细水雾抑制轰燃的有效性及其影响因素.研究发现,超细水雾抑制轰燃的效果依赖于雾通量、施加时刻、施加位置等因素.在雾通量充足时,早期施加的抑制效果优于晚期施加,从受限空间底部施加的抑制效果强于从侧上方施加;雾通量不足时,超细水雾的强化燃烧功能将加速、加剧轰燃的发生.

超细水雾抑制受限空间木材燃烧的实验研究

基于木材是火灾中常见的可燃物之一,通过搭建超细水雾抑制受限空间木材燃烧的小尺寸实验平台,研究了超细水雾抑制受限空间木材燃烧的有效性及影响因素。施加超细水雾后,木材的热释放速率和O2的下降速率增大,CO2的生成量增大到固定值时逐渐趋于平稳,这表明超细水雾可以有效降低木材的热释放速率,抑制木材的燃烧。超细水雾抑制木材燃烧的效果依赖于雾通量、预燃时间、施加时间等因素。雾通量充足时预燃时间越长,火焰越容易熄灭;雾通量不足时,超细水雾无法抑制木材的燃烧;预燃时间一定时,雾通量越大,超细水雾抑制木材火焰的效果越好;雾通量和预燃时间一定时,施加超细水雾的时间越长,木材表面越不易有阴燃现象,抑制木材火焰的效果越好。

细水雾抑制熄灭固体火的机理

利用三维激光粒子动态分析仪对细水雾喷嘴的雾场特性进行了测量,选择两种典型固体可燃物作为燃料,研究细水雾抑制熄灭固体火的过程,重点考察细水雾扑灭固体火的灭火机理.实验结果表明,细水雾扑灭固体火主要依赖细水雾对燃料表面的冷却吸热.相同灭火条件下,表面碳化型固体比非碳化型固体可燃物更容易被细水雾扑灭,但是前者在明火熄灭后,表面及内部残余炭仍能够维持较长的氧化燃烧,因此需要用更多的冷却时间来阻止复燃.细水雾通量对固体灭火时间的影响满足边际效用递减规律,并存在一个最佳值,即可利用最小细水雾通量获得最大灭火效率.

球-球电极气液两相体直流击穿现象的研究

研究了空气和雾组成的气液混合两相体在球-球电极中的直流击穿电压。实验结果表明:"!电极上的水滴会使击穿电压降低,在准均匀和非均匀电场中,降低的比例差别不大;随着喷雾量的增加,降低的比例增加;"#空气中的雾会使击穿电压提高,在准均匀电场中(间隙较小时),提高的比例较大,而且随着雾量的加大,提高的比例增加;在非均匀电场中(间隙较大),提高不明显。

细水雾灭火过程中雾卷吸影响因素的研究

细水雾与火焰相互作用中雾滴主要是通过动量和雾卷吸进入火焰区,以达到抑制或扑灭火焰的效果。对细水雾与煤油火相互作用时雾卷吸现象及其影响因素进行了研究,初步确定了雾卷吸量的计算方法,对各种影响卷吸效果的因素做了研究,并进行了大量的灭火实验。实验结果表明:细水雾的卷吸效果随着雾通量增加而增加,随着雾滴粒径增加而减小。

细水雾有效雾通量的称重法测量研究

雾通量是影响细水雾灭火性能的关键参数之一,前人研究它对灭火性能影响时,通常分析的是细水雾的总通量.为了将与火焰或燃料发生相互作用的细水雾从总量中加以区分,定义这部分雾通量为有效雾通量.测量雾通量主要有两种方法,一种是量杯收集法,另一种是间接测量积分计算法.在量杯收集法的基本思路上,提出了有效雾通量的称重测量法.通过建立细水雾发生系统与电子天平实时称重系统,实验验证了称重法测量的可行性.结果表明:称重法可以实时、有效获得细水雾的有效雾通量;且不同高度平均雾通量随高度变化的规律与一定假设前提下的理论推导结果能够较好地吻合,由此得到了有效雾通量空间分布的近似计算方法.在计算获得了有效雾通量空间分布的基础上,如果通过实验得到有效雾通量与细水雾灭火性能的对应关系,就可以分析出不同雾场不同区域的灭火性能分布,有效减少灭火实验次数.

超细水雾抑制受限空间煤燃烧的试验研究

为了将超细水雾技术应用于抑制井下采空区遗煤自燃,通过搭建超细水雾抑制受限空间煤燃烧的小尺寸试验台,研究了超细水雾抑制受限空间煤燃烧的有效性及影响因素。研究表明,施加超细水雾后,煤的热释放速率下降速度和受限空间O_2体积分数的下降速度增大,CO_2的生成量逐渐减少,而CO的生成量在短时间内急剧增大后又减少,最终趋于稳定。这说明超细水雾可以有效降低煤的热释放速率和组分生成速率。超细水雾抑制煤燃烧的效果依赖于其雾通量、开始施加时刻和施加时间等因素。雾通量充足时,在煤燃烧初期施加超细水雾,熄灭煤火焰的效果较好,待煤充分燃烧时,再施加超细水雾,熄灭煤火焰的时间延长;雾通量不足时,超细水雾无法抑制煤的燃烧。对充分燃烧的煤施加超细水雾的时间越长,熄灭煤火焰的效果越好。

细水雾流场雾通量的APV测量研究

ＡＰＶ（ＡｄａｐｔｉｖｅＰｈａｓｅ／ＤｏｐｐｌｅｒＶｅｌｏｃｉｍｅｔｅｒ）系统基于多普勒频移和多普勒相位差原理，可以自适应地进行微粒的材料识别、微粒的大小及速度测量．本文利用粒子散射理论对ＡＰＶ系统进行了合理地布局，讨论了细水雾流场雾通量的测量方法。

细水雾阻隔火焰热辐射的模拟研究

从热辐射传递方程出发，根据Mie散射理论,考虑雾滴对热辐射的散射和吸收特性，建立细水雾阻隔火焰热辐射的两通量模型，并给出简化算法；同时建立小尺度模拟实验系统，对理论模型进行验证。结果表明，两通量模型较为合理地预测了细水雾对火焰热辐射的衰减作用。在此基础上，应用上述理论模型进一步探讨火焰温度、细水雾特性参数、雾场厚度对阻隔热辐射效率的影响，为细水雾系统的实际工程应用提供了理论和依据。

油池火中雾卷吸现象的研究

细水雾与火焰相互作用中雾滴主要通过动量和雾卷吸进入火焰区,以达到抑制或扑灭火焰的效果。本文对细水雾与油池火相互作用时雾卷吸现象及其影响因素进行了初步研究,通过建立一个简单的模型,初步确定了雾卷吸量的计算方法。所进行的小尺度模拟实验也对理论分析的结果提供了验证。

铁路隧道内细水雾灭火系统设计与应用研究

在大尺寸铁路隧道模型内,结合实际环境、列车高度和车窗高度对铁路隧道内细水雾灭火系统的喷头进行布置,开展实体试验,研究灭火系统的有效性。结果表明,结合车窗布置的喷头喷射出的细水雾能够快速覆盖在列车内部火源周围,在短时间内扑灭列车内部火灾,而隧道上方喷头喷射的细水雾能够有效的衰减热辐射,抑制火势进一步发展。因此,在隧道内结合列车高度和车窗高度设计出的喷头布置方式,能够对列车火灾进行较好的控制。

细水雾扑灭食用油火的有效性及影响因素研究

为研究细水雾抑制熄灭厨房火灾的性能,按照家庭、酒店或快餐店小规模厨房的场景,开展封闭空间细水雾灭火技术缩小比例火灾试验。基于自行设计的细水雾灭火试验系统,采用分体式激光粒度仪测定细水雾粒径,改变喷嘴类型和工作压力,进行多工况灭火有效性试验。结果表明:细水雾扑灭食用油火的有效性随压力和细水雾流量的增大而提高,并且增加流量比增大压力有效;细水雾抑制熄灭食用油火的主要机理为冷却燃料表面,当液滴粒径大于200岬且工作压力大于0.2 MPa时,细水雾能够穿过火羽到达食用油表面进行冷却,同时,细水雾动量和雾锥角也影响细水雾的灭火有效性。

面向绿色制造的高效冷却技术及其试验(英文)

绿色制造和高效加工是21世纪先进制造业的必然趋势,为实现绿色高效加工,本文提出了一种新型的绿色高效冷却技术——低温气动喷雾射流冲击冷却技术,通过低温气流运载少量冷却液以喷雾射流冲击的形式到达加工区实现强化换热,将加工区的换热水平提高到一个全新的水平。瞬态实验结果表明,在射流速度40 m/s、靶距10 mm的射流条件下,这种冷却方式可提供的临界热流密度高达60W/mm2,相对于磨削发生烧伤的临界热流密度提高了6倍以上。

表面活性剂对细水雾雾流密度影响的实验研究

为探讨表面活性剂对细水雾雾流密度的影响,以十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠为研究对象,采用量杯法测量细水雾雾流密度值,分析表面活性剂对细水雾雾流密度影响,研究不同工作压力下含表面活性剂细水雾雾流密度变化规律。研究表明:表面活性剂作用下,溶液表面张力系数降低,表面能耗降低,雾场中心雾流密度减小,细水雾扩散性能得到有效改善,雾滴分布更均匀。工作压力对普通细水雾雾流密度有明显影响,工作压力越大,雾场中心区雾流密度越小,喷雾半径越大;对含表面活性剂细水雾雾流密度影响较小,中心区雾流密度变化较小。

喷雾冷却时沸腾临界热通量的实验研究

对水滴粒径较小的水－压缩空气混合喷雾流，在冷却高温水平传热面时的沸腾临界热通量进行了研究．确定了喷雾条件对临界热通量的影响和定量关系，对工业实际应用具有一定指导意义．

气液流量对低压双流体细水雾雾场特性的影响

由于对民机货舱中不同气液流量的低压双流体细水雾研究较少,且对单个喷头雾通量和雾动量的定量、定性分析不够完善,还需设计开展实验进行更深入的研究。参考美国联邦航空管理局(简称“FAA”)制定的相关标准,设计并搭建飞机货舱低压双流体细水雾实验平台,主要包括FAA全尺寸飞机货舱、低压双流体细水雾系统。采用的喷头与常规的喷头有所不同,喷出的细水雾是一个圆形平面,具有优良的弥散性和滞空性。实验中采用马尔文粒径分析仪结合Spraytec软件测量不同气液流量下的细水雾雾滴粒径,发现当气体流量从250 L/min增加至350 L/min、液体流量保持0.5 L/min不变时,细水雾雾滴粒径从130μm降低至95μm;当液体流量分别为0.75 L/min和1.0 L/min时,粒径大小分别从161μm降至110μm,从201μm降至142μm。根据美国防火协会的标准,采用量杯收集法测量得到不同气液流量下的雾通量,发现单独增加气体流量或液体流量,其雾通量都会增加。当气体流量为350 L/min、液体流量为1.0 L/min时,雾通量达到最大值,为0.255 L/(min·m^(2))。利用粒子图像测速仪的高速摄像机拍摄喷雾照片,测量雾滴速度,结果显示,在3种不同的液体流量工况下,随着气体流量从250 L/min增加至350 L/min,对应的雾滴速度均近似以0.04的增长率上升,最小值为8.5 m/s,最大值为16.0 m/s。在假设细水雾雾滴形状为球状时,雾动量关系式由雾滴质量与速度的乘积得到。选取雾滴速度最大值代入公式,得到单个雾滴在不同气液流量下的雾动量变化曲线,发现当气体流量为250 L/min、液体流量为1.0 L/min时,单个雾滴动量达到最大值,为3.6×10^(-8)kg·m/s。通过实验研究不同气液流量对低压双流体细水雾雾场特性的影响,得出以下结论:当液体流量不变,气体流量从250 L/min以25 L/min的变化率增加至350 L/min时,雾滴粒径和雾动量逐渐减小,而雾滴速度和雾通量逐渐增加;当气体流量不变,液体流量从0.5 L/min以0.25 L/min的变化率增加至1.0 L/min时,雾滴粒径、雾动量和雾通量均逐渐增大,而雾滴速度逐渐减小。对于单个雾滴,雾动量取决于雾滴粒径的大小;而对于喷头喷出的所有雾滴,雾滴速度决定了整体雾动量的大小。今后课题将进行细水雾灭火实验,探究达到最佳灭火效果的气液流量。结论可用于飞机货舱细水雾灭火系统的设计与改进,为飞机防火系统一些参数的设置提供了实验和理论基础。

高压细水雾喷头流量系数与雾场特性的关系

喷头流量系数是细水雾系统设计喷头选型的关键设计参数之一,其决定细水雾的雾场特性从而直接影响细水雾系统的灭火性能。为了研究高压细水雾喷头流量系数与雾场特性的关系,构建了喷头及喷嘴雾场特性冷态实验平台,实验测量了两种流量系数的喷头(K=1.0,2.5)及其喷嘴的雾滴粒径分布、雾化锥角、雾场强度等雾场特性参数。实验结果表明系数K从1.0增大至2.5,喷嘴及喷头的雾化锥角、雾滴粒径分布及雾场强度都显著增大。

平安国际金融中心空调设计

作为全球为数不多的近600m高的超高层建筑,由于缺乏类似工程的经验和相应的技术资料,各专业在设计过程中都遇到了不同程度的挑战。从高度与建筑物空调负荷的关系、压力分区的确定、网络机房空调方案的确定、水系统后备水管的设置、冷却塔送排风气流组织等5个方面进行了论述,阐述了在超高层建筑空调设计过程中应该关注和解决的问题。