窄通道过载线缆火灾早期燃烧特征及防治措施研究

针对电缆沟、电缆夹层等窄通道内电缆火灾安全问题,本文开展过载线缆燃烧试验,定量表征了环境温升、典型气体质量浓度、火蔓延速率及熄火距离等特征参数。结果表明:燃烧初期CO_(2)的生成量要远远大于CO生成量,并且在一定范围的电流强度内,线缆火蔓延速率、熄火距离均与电流强度近似成线性正相关。在此基础上,从电气线路监控、早期火灾探测方法、防火阻隔等方面提出线缆火灾的防治措施,为窄通道内的电缆消防安全提供指导。

微燃烧稳定性分析和微细管道燃烧实验研究

为了研究微尺度下的燃烧特性,在考虑散热和熄火距离影响的基础上建立了二维火焰燃烧模型,模型表明在微尺度燃烧中容易发生熄火和吹熄,不容易发生回火.同时在2 mm内径的微细T型管道中通入了氢气和空气的预混气体进行预混燃烧实验,测试了燃烧的火焰温度、流量和燃烧效率的关系.实验结果表明,采用T型管道有利于维持火焰的稳定,不容易被吹熄,但在氢气或空气流量小时容易发生熄火;低流速下,燃烧效率较高,可以完全反应,高流速下,混合气来不及在管道内反应,燃烧效率较低.无论流速的高低,在化学计量比附近燃烧效率较高.

多孔介质表面火焰最小稳燃空间实验研究

为考察以多孔介质壁面为进气壁面的微燃烧器的最小稳燃空间，该文以多孔介质表面平面火焰为对象，以甲烷／空气预混气为燃料进行点火及熄火实验研究。实验中采用与多孔介质表面平行的可控温铜板来模拟燃烧室壁面，详细考察了不同燃料当量比和预混气流速时，铜板壁面温度对点火距离和熄火距离的影响。实验结果表明：当量比处于0．9～1．0之间最容易点火；在相同的当量比下，随着预混气流速的增大，点火距离先逐步减小后增大。随着平板壁面温度的提高，点火距离和熄火距离同时减小，分析认为，热熄火是其熄火的主要因素。

微尺度燃烧中数值模拟模型选择研究

该文对微尺度燃烧数值模拟所选用的模型进行了研究.通过理论上对流动和燃烧的分析,认为用传统上的临界雷诺数来区分层流燃烧和紊流燃烧在微尺度燃烧中可能不能反应实际情况,小雷诺数下也存在紊流的可能;在所研究的微尺度管道中,实验表明具有紊流特征,数值模拟和实验的对比表明,三维紊流燃烧模型比层流模型的温度分布更接近实际温度分布,能够相对较好地反应实际情况.同时在目前的数值模拟模型中,由于没有考虑熄火距离的影响,导致在微尺度燃烧模拟中会出现温度偏高的现象.

表面催化反应对小尺度空间内气相燃烧的影响

表面催化燃烧是微、小尺度空间内组织燃烧的重要手段.采用表面催化反应动力学方法,基于FLUENT软件自主开发了仿效CHEMK IN的催化反应动力学模型,实现了化学反应和流动的同步模拟.通过验证算例发现,该模型可获得与DETCHEM软件一致的计算结果,且与实验结果符合较好.采用该数值模型,对小尺度二维渐扩通道内Pt表面催化时CH4/空气燃烧进行研究.计算结果表明,不同当量比时表面催化反应都显著缩小了气相燃烧的熄火距离;气相燃烧火焰面增厚,火焰前沿处温度梯度变小.此外,表面催化对贫燃料燃烧的影响更显著.

金属纤维材料燃烧阻火的试验研究

煤矿开采过程中抽采出的大量浓度为5%～16%的瓦斯气体,很难使用常规方法进行燃烧利用,长期以来排空不仅造成能源浪费,且加剧了温室效应,开发适用于爆燃浓度瓦斯的燃烧器已成为迫在眉睫的问题。金属纤维织物和金属纤维烧结毡因孔隙直径远小于瓦斯气体的熄火距离使火焰无法穿透,是爆燃浓度瓦斯燃烧器的理想选择材质。通过试验的方法研究了这两种金属纤维材料的材质、层数、气体流量等因素对金属纤维材料阻火性能的影响。

用光纤传像高速摄影研究汽油机射流燃烧过程

采用自行研制的光纤双通道传像高速摄影系统,同时拍摄1102射流燃烧室汽油机射流室和主燃烧室内的燃烧过程。通过对两室间火焰传播关系的观察与研究,探究射流燃烧系统的火焰传播规律,为射流燃烧技术在不同机型的移植应用,提供可靠依据。

守护油罐安全的孪生“兄弟”——呼吸阀与阻火器

当我们用油槽车向油罐卸油时,不论是利用槽车与地下油罐的高位差敞开自流卸油,还是用槽车的油泵卸油,都有大量的油蒸气从油罐中逸出。每向油罐中注入1立方米的油,就会有1立方米的油蒸气从油罐的出油口、量油口和放散管等处逸出。这些油蒸气与空气混合容易形成爆炸性混合物,遇到火源或闪电,极易发生燃烧爆炸事故。如果从油罐中向外抽油,油罐内易产生负压,迫使油罐体变形破裂。

壁面材料对微火焰熄火影响的实验研究

采用了两平行测试板间狭缝燃烧器产生的甲烷/空气预混火焰来考察材料对微火焰熄火的影响。实验结果表明,熄火距离与材料有关,同时随着壁面温度的升高而减小。燃烧前后测试材料的表面结构以及组成采用了X射线衍射(XRD)以及X射线光电子能谱(XPS)进行分析,结果表明不同材料的表面化学吸附氧的比例从高到低排列顺序为氧化锆陶瓷、硅片以及304不锈钢,这3种材料的熄火距离从小到大排列顺序分别为氧化锆陶瓷、硅片和304不锈钢,两者变化趋势一致。表面化学吸附氧对化学熄火起到重要作用,在相同的壁面温度下,材料表面的化学吸附氧越少,化学熄火作用越显著。实验还发现,表面粗糙度会影响材料表面的吸附特性而产生不同的化学熄火特性。

壁面作用下预混火焰淬熄及OH自由基分布特性

当反应器容积变小时,壁面对燃烧火焰自由基分布的影响越来越显著。本文采用PLIF设备实验研究甲烷/空气预混燃烧火焰中OH自由基在近壁面附近的行为,考察了壁面材料、出口气体流速、过量空气系数和壁面间距对OH自由基的分布特性、最大荧光强度和淬熄距离的影响。研究发现:最大荧光强度最高的材料为304钢,最低的为镁合金AZ31B;淬熄距离最小的材料为304钢,最大的为镁合金AZ31B;最大OH自由基荧光强度越大,熄火间距就会越小;出口气体流速的增加使火焰的最大荧光强度减少,使得OH自由基更易淬熄,造成淬熄距离较大;减小过量空气系数,最大荧光强度会增加;当壁面间距为7 mm时,出现两块独立的OH区域,中部几乎不存在OH自由基。