矿井水幕帘降尘参数的实验研究与应用

为了得到巷道水幕帘降尘最佳技术参数,通过设计喷嘴雾化特性及巷道水幕帘降尘实验模型,分析了不同喷嘴雾化特性及联合不同规格隔尘纱网的水幕帘对巷道通风阻力及降尘效果的影响。结果表明:干雾喷嘴和气水喷嘴的最佳气水流量比分别为960和1 200,水流量一定情况时,干雾喷嘴水幕帘降尘效果优于气水喷嘴;水幕帘网孔面积越小,通风阻力越大,降尘效率越高;水幕帘通风阻力随巷道风速呈线性增大,降尘效率随风速先增大后减小;综合水幕帘用水量、通风阻力及降尘效率三方面因素,最优方案为采用干雾喷嘴及3 mm网格的水幕帘。通过现场验证,研究结果可为现场水幕帘参数的选取提供理论依据。

细水幕阻断走廊烟气运动的数值模拟

建立长20m的走廊模型,利用FDS分析不同施加方式下细水幕对于建筑走廊中烟气的阻断效果。设置4个火灾场景模拟走廊内温度、热释放量、烟气层高度、遮光率、CO2浓度及O2浓度。模拟结果表明:细水幕可以有效阻断烟气扩散,降低走廊的环境温度,稀释吸收有害气体。采用上下垂直施加细水幕可以有效降低走廊内烟气的温度和高度,增大走廊能见度,减缓氧气的下降速率。

露天矿爆破(烟)粉尘的爆炸水雾降尘技术研究

露天爆破会产生大量高浓度的炮烟和粉尘,受爆破飞石、冲击波等有害效应影响,一般喷淋等降尘措施无法靠近实施;传统的爆区地面洒水沁润和爆后喷淋方法对瞬时、高速强扩散的高浓度蘑菇状炮烟及粉尘治理效果不佳,露天(矿)爆破有毒炮烟和高浓度粉尘是露天采场及大气污染治理的难题。针对露天爆破炮烟和爆破粉尘治理难题,提出了以导爆索激发预先布设在爆区内的水袋生成爆炸水雾场,爆区抛掷前方阻拦、上部覆盖、同步生成和就地吸附为核心技术手段的爆炸水雾降尘技术方法。通过正交试验确定了爆炸水袋定型及水雾场规模,根据台阶深孔爆破的高速DIC测试结果确定了爆炸水雾降尘设计的关键技术参数。现场降尘试验效果显示爆炸水雾对地处干旱半干旱地区的白云铁矿爆破烟尘可以直接吸附、就地捕捉,在距离爆区100 m处爆破烟尘的浓度降低37%,爆破污染源头降尘效果显著,为露天矿山绿色开采创造了有利条件。

细水雾幕抑制火灾烟气的实验研究

针对复杂建筑内疏散通道等部位的抑烟和防火分隔问题,通过建立细水雾幕防火抑烟模拟实验台,初步研究了细水雾幕抑制火灾烟气的效果.结果表明,细水雾幕对火灾烟气具有很好的抑制作用,在2.0,MPa细水雾幕施加的情况下可使火场烟气的光学密度降低80%,能见度从1.8,m提高到9.5,m;使火场温度降低62%;使烟气穿过细水雾幕的时间延迟40,s,从而能够有效阻挡烟气,为人员安全疏散提供安全的环境条件和充足的时间.

地铁站细水雾幕挡烟效果的数值模拟研究

地铁站台层发生火灾时,烟气会从站台层经过楼扶梯开口蔓延至站厅层,因此,楼扶梯开口处的挡烟效果对人员安全疏散影响重大。通过搭建全尺寸地铁站数值模拟模型,对细水雾幕和排烟系统作用下楼扶梯开口处的挡烟效果进行了模拟研究,结果表明:当仅设置挡烟垂壁时,挡烟垂壁有一定的蓄烟作用,但仍有大量烟气通过楼扶梯开口从站台层蔓延至站厅层;设置细水雾幕可在一定程度上阻止烟气通过楼扶梯开口从站台层蔓延至站厅层,有效降低烟气温度,但由于细水雾向下的冲量破坏烟气层的稳定性,使得细水雾幕附近的烟气层高度降低;同时设置细水雾幕和排烟系统可实现良好的挡烟效果,在楼扶梯的中段附近已基本不受火灾烟气的影响。

地铁车站发生火灾时施加水平细水雾幕抑制顶棚射流火焰的有效性

针对施加竖向细水雾幕的缺陷,对水雾喷头进行改进,使之产生水平向的细水雾幕。以某地铁车站为原型设计试验台,通过室内试验研究水平雾幕对地铁车站火灾的挡烟、隔热及顶棚射流火焰抑制、烟气沉降抑制的有效性。结果表明:施加水平雾幕具有较大的水平动量,雾通量在喷头前方呈均匀分布,而施加竖向雾幕其雾通量集中在喷头下方;施加水平雾幕对顶棚射流火焰具有显著抑制作用,火焰长度减小约40%,且火焰不能穿越雾幕;施加水平雾幕的隔热效率均比施加竖向雾幕高10%左右,且施加水平雾幕对烟气层的扰动更小,雾幕作用区烟气沉降幅度较小;施加水平雾幕后方有明显的烟气分层现象,且烟气最高温度、烟气出口速度均小于施加竖向雾幕。

狭长空间建筑内细水雾幕对顶棚射流火焰抑制效果试验研究

为研究狭长空间内细水雾幕对顶棚射流火焰的抑制效果,通过全尺寸试验研究不同工作压力对射流火焰蔓延形态、雾幕隔热效果及烟气沉降的影响。研究结果表明:随着工作压力的增加,雾滴的动量随之增大,雾幕对射流火焰的扰动作用增强,强化雾幕对射流火焰的阻挡效果;同时,雾幕的隔热效率有明显改善,2.5 MPa时的细水雾幕的隔热效率可达0.75。然而,过大的工作压力会造成烟气层的沉降,工作压力大于2.0 MPa时保护区内烟气层高度低于1.8 m。因此,应综合考虑细水雾幕对射流火焰和烟气的作用,选择适当的工作压力。

LNG加注趸船消防安全技术研究

液化天然气(LNG)加注趸船是一种新型的LNG动力船燃料水上补给方案。加注趸船的火灾以自救为主。为了对LNG加注趸船的火灾风险进行控制,总结了LNG火灾的特点及其对人员及船上结构和设备的危害,提出了围堰、耐火结构、功能分区及水雾、水幕、高倍泡沫覆盖保护等火灾控制措施和热辐射隔挡措施,给出了固定式化学干粉灭火系统、固定式甲板泡沫灭火系统、固定式二氧化碳灭火系统等的配备建议。

细水雾幕优化及挡烟有效性模拟研究

为提高细水雾幕在挡烟方面的适用性,对传统细水雾喷头结构、喷嘴布局进行了优化。运用FDS对优化前后细水雾幕作用下走廊内烟气流动特性进行数值模拟。结果表明,喷头优化后,细水雾幕加剧了挡烟侧的空气环流,抑制CO向下游迁移,抑制效果优于普通水雾幕;下游温度比优化前大为降低,降温幅度达4℃左右;优化前后细水雾幕均无法隔断CO蔓延,但优化后的水雾幕能降低走廊下游的CO体积分数。

火灾场景中细水雾幕对玻璃保护效果实验研究

在火灾环境中,玻璃极易受到过量热流的影响而发生破裂,从而增加火灾房间的通风,导致火势急剧增长,甚至跨区域蔓延。研究防止玻璃在火灾条件下破裂与脱落技术手段对火灾防控具有重要意义。基于此,提出了一种采用细水雾幕阻隔火焰热辐射保护玻璃的方法。实验通过改变细水雾幕工作压力及其在火灾不同阶段的启动,并与传统水膜法进行对比,研究各工况下的保护效果。结果发现火源与保护装置同时启动,细水雾幕与水膜都可以将玻璃首次破裂时间延长。流量为0.38 L/min时,在细水雾幕保护下玻璃首次破裂时间比水膜保护下延长361 s。细水雾幕工作压力越大,保护效果越好,但当压力超过1.0 MPa持续提高细水雾幕压力,保护效果变化不明显。当延迟到玻璃表面温度达到90℃时,启动这两种保护装置,细水雾幕对窗玻璃保护效果不受影响,但水膜法玻璃首次破裂时间会缩短。

喷头在灭火及冷却系统中的应用

在自动喷水灭火系统、水喷雾灭火系统及水喷淋冷却系统中的终端元件均为喷头。喷头类型、参数的选择及喷头的布置对灭火或冷却效果有直接影响。在工程设计中针对不同的系统,应选择不同类型的喷头。就现阶段喷头的类型、特性、应用场所,以及在工程设计中喷头的参数选用、喷头布置的技术要求等,结合以往工程设计经验进行详细介绍。

细水雾幕衰减热辐射的数值模拟研究

针对现有防火分隔技术的不足,以细水雾幕作为新的防火分隔技术,开展了不同细水雾幕雾特性对衰减热辐射影响的数值模拟研究。通过建立长通道模型,在火源和被保护物体中间设置细水雾幕系统,测量有无细水雾幕及不同细水雾特性条件下被保护侧温度及热辐射强度值,来定性定量研究细水雾幕衰减热辐射的效率。模拟结果表明:细水雾幕可以很好的降低被保护侧空间的温度和热辐射强度;衰减热辐射效率随雾滴粒径的减小,喷雾流量的增大,喷头排数增加而增大;另外,其衰减热辐射效率与喷头布置方式有关,上喷方式明显优于下喷方式。研究结果将对现有防火分隔技术的改善提供帮助和技术支持。

细水雾幕阻挡隧道火灾烟气蔓延效应分析

采用Pyrosim建立细水雾幕及地铁隧道火灾模型,采用FDS数值模拟软件,研究细水雾幕参数(流量、粒径)对隧道烟气、温度、能见度的影响。结果表明:细水雾幕作为挡烟屏障可以有效抑制烟气的蔓延;粒径相同,当流量增大时,阻挡效果更好;流量相同,粒径越小,汽化速率越快,降温效果越好,可以有效地提高能见度;当细水雾幕流量为8L/min时降温效率最高,效果更好;当粒径为100μm时阻碍烟气蔓延效果最明显。

挡烟设施对地铁隧道火灾烟气温度的控制

以地铁隧道火灾烟气控制作为研究重点,利用挡烟设施将烟气积聚在一定区域内再集中排出。将细水雾幕与挡烟垂壁及其组合用于积聚地铁隧道火灾烟气,并利用FDS软件模拟得到烟气层温度分布规律。结果表明,挡烟垂壁和细水雾幕都能起到积聚烟气的作用,且细水雾幕能够大幅降低受保护区域内烟气温度,保障人员安全以及设施的完好。利用挡烟垂壁和细水雾幕交替排列的方式有助于降低成本,并可使烟气温度保持在较低水平。但是火源位置会影响烟气在受保护区域内的蔓延路径,导致受保护区域内的烟气温度分布呈现不同的特点。

LNG加注船舶水幕系统浅析

针对LNG新能源逐渐被应用于船舶的现状，归纳整理了LNG加注船舶水幕系统的定义及用途，探讨了相关规范法规在应用中存在的不足，从实例出发，总结了安装及检验经验。

综采工作面新型高效细水雾降尘系统应用研究

为了降低矿井10412综采工作面在回采过程中产生的大量粉尘,在自行设计的新型高效细水雾降尘装置的基础上,现场实测在不同降尘方案下的粉尘浓度,结果表明:回风侧水幕的开启,可以适当降低工作面粉尘浓度;单独启用采煤机细水雾炮时,工作面粉尘浓度全尘和呼尘的平均浓度下降到125mg/m^3和56mg/m^3,降低效果很明显。其中进风水幕、采煤机细水雾炮、回风水幕全尘降尘效率分别为:88.18%、76.97%、81.68%。研究结果表明进风顺槽水幕是降低工作面环境粉尘浓度的第一道屏障,改善了作业面环境;采煤机细水雾炮的降尘效果是最强的,是降低粉尘浓度的主要环节;回风顺槽的降尘作用是最关键的,是防止粉尘扩散的最后一道防线。

高压细水雾系统在地铁中的应用研究

地铁火灾中电气设备类火灾和人为纵火占比较大,但针对这两种火灾的消防措施有待进一步提高,高压细水雾系统作为一种新型的消防灭火技术,可应用在电气设备房间、轨行区和列车车厢内,补强了地铁消防救援能力,保障了人民群众的生命财产安全。

水雾和水幕复合喷头红外降温特性研究

提出采用水雾和水幕复合喷淋技术方案,解决传统水幕喷淋红外隐身中,水幕达到一定厚度难以再通过增加水量提高降温隐身效果的问题。利用水雾颗粒吸收、散射红外波,同时利用水幕降温衰减目标物体红外辐射强度,通过两者的双重作用进一步降低目标的红外特性从而提高隐身性能。通过调节喷头输入压力、流量以及功率参数对两种喷头进行试验分析,探究不同动力参数下复合喷头的红外降温特性以及水雾的增益效应。试验结果表明,随着压力增大,复合喷淋红外降温时长相比单一水幕喷头缩短了41.6%、39.7%、56.9%;在相同流量下,复合喷头比水幕喷头红外降温时长缩短了47.1%;在同等功率下,复合喷头比水幕喷头红外降温时长缩短了30.5%。研究成果为采用水介质的红外降温系统设计提供了新的方向。

热轧工作面空气幕封闭水雾数值模拟研究

为解决高速线材热轧车间内使用水雾除尘方法所带来的含尘水雾弥漫问题,提出以空气幕方法隔离水雾。对轧机出口的流场进行了理论分析,并采用CFD数值模拟技术模拟计算了在不同的出口风速和出口宽度的条件下含尘水雾粒子的空间分布情况,获得了高速线材热轧工作面隔雾空气幕的最佳设计参数。计算结果表明:空气幕隔雾方法能够有效地隔离含尘水雾粒子,轧机出口空气幕的最佳设计参数是出口风速为0.1m/s、出口宽度为1mm。