气凝胶灭火剂抑制锂离子储能电池热失控特性研究

通过对比试验探究了气凝胶灭火剂对锂离子储能电池热失控的抑制效果。研究满荷电状态下的100 Ah磷酸铁锂储能电池热失控演变过程特征参数,识别出3个灾害演变特征拐点作为灭火剂施加的指导节点。在相同节点分别施加灭火参数一致的气凝胶灭火剂与细水雾开展灭火对比测试。结果表明:触发明火前施加灭火剂均可有效阻断电池内部放热副反应,两者表现出相似的冷却效能;电池起火后,气凝胶灭火剂展现出更为出色的明火抑制效果,其接触电池表面形成的致密泡沫可有效阻隔氧气,实现快速灭火;对于已经触发热失控的情形,气凝胶灭火剂凭借预热覆盖效果,显著缩短电池射流火持续时间,可大幅降低电池火灾危害。

纳米Al_(2)O_(3)水雾射流下陶瓷和钛合金的摩擦磨损研究

纳米流体因润滑减摩性能优异而得到广泛应用,但纳米粒子水雾射流下摩擦副的摩擦磨损研究较少。本文开展纳米粒子水雾射流润滑下陶瓷和钛合金的摩擦磨损研究,分别制备0.10%,0.25%,0.50%,0.75%四种不同浓度的纳米Al_(2)O_(3)水溶液,进行两种线速度下纳米粒子水雾射流摩擦磨损对比实验,测试比较摩擦系数、磨损面积和磨痕形貌,并探讨摩擦磨损机理。实验结果表明,0.50%纳米Al_(2)O_(3)水雾射流表现出最优的减摩润滑性能。相比于干摩擦,0.50%纳米Al_(2)O_(3)水雾射流在两种不同线速度(10m/min和45m/min)下的摩擦系数分别降低了87.68%和82.81%。在纳米粒子水雾射流下,氧化锆陶瓷与钛合金的主要磨损形式为磨粒磨损,纳米Al_(2)O_(3)发挥的类轴承和保护膜作用是降低摩擦磨损的主要原因。过量的纳米粒子易发生积聚,增大磨粒磨损及微剥落。

细水雾与欠膨胀氢气喷射火相互作用的实验研究

文章对细水雾与欠膨胀氢气喷射火的相互作用进行了一系列实验研究,重点研究在不同的细水雾压力和竖直释放高度下,喷射火的火焰形态、火焰长度、温度场以及辐射场的变化情况。结果表明:在细水雾的作用下,火焰将发生偏折,并且火焰折角随细水雾压力的增大而增大;细水雾压力较小时,火焰出现膨胀现象,火焰水平长度有所增大;随着细水雾压力的增大,火焰长度逐渐减小;不合适的施加细水雾可能会导致火焰温度场和辐射场增强,进而带来潜在的二次危害危及人们的生命财产安全。

基于水射流引射与干雾降尘技术的新型孔口除尘装置研发

为有效控制煤矿井下干式钻孔作业的粉尘污染问题,在分析干式钻孔产尘扩散特性的基础上,结合水射流负压引射与干雾降尘技术优势,设计研发了新型干式钻孔孔口除尘装置。通过理论分析与实验室试验研究了该装置各组件的具体结构和主要性能参数,并在杨柳煤矿顺层孔钻场开展了现场试验,实测了该装置的除尘效果。结果表明:新型孔口除尘装置由孔口集尘装置、水射流负压引射装置、干雾降尘装置三部分组成,分别具备尘源密闭、抽吸粉尘、捕集外溢粉尘等功能。水射流负压引射装置的工作水流量、抽吸量及引射系数均随工作水压的增大呈线性增大。气压0.70 MPa、水压0.18 MPa为单个干雾喷头的最佳工况参数,当干雾发生器挂载15个干雾喷头、干雾降尘装置距孔口1.2 m时,可实现对孔口全部漏尘点的雾场覆盖。新型孔口除尘装置现场应用后,钻机下风侧6 m和20m的全尘除尘率分别达到了88.9%和87.5%,取得了显著的除尘效果。

综采工作面综合防尘技术研究

为解决传统喷雾降尘系统除尘效果差的问题,对工作面生产情况进行分析,本文利用文丘里式喷雾和水射流卷吸机理对工作面喷雾系统进行优化改造,设置采煤机喷雾+支架喷雾+工作面挡风帘的多点位、多形式综合除尘系统,并对除尘效果进行验证。结果显示全尘和呼尘的除尘效率分别为92.03%和91.12%,除尘效果较好。

岩巷综掘气水射流通风除尘器研究与应用

针对四老沟煤矿东翼皮带大巷当前除尘系统效果不佳且存在运行故障风险较大的问题,通过试验对比方法,设计以气水射流通风除尘器为核心的井下通风除尘系统,经工业性试验验证系统除尘效率达到86.7%,除尘过程不会出现起雾现象,且电控结构简单,运行故障风险大大降低。

微量油膜附水滴切削液的研究

使用冷风、微量可自然降解油剂 (植物油或脂油 )和少量水 ,经喷雾形成的微量油膜附水滴切削液替代传统切削液 ,并在加工中心机床上与切削液分别采用微量油、微量水及乳化液的切削加工进行对比试验。试验结果表明 ,微量油膜附水滴切削液能使切削力减少 30 %左右 ,且具有良好的润滑和冷却效果 ,适用于切削加工。

油膜附水滴加工液的物理特性与加工性能

21世纪是生产工厂追求生态加工与零排放生产的时代,工业生产须对环境影响最小。就机械加工而言,切削、磨削加工过程中大量循环使用有毒有害传统加工液和大量排放加工废液的现状迫切需要改变。作为对策,多种以最小量润滑和加工废液减量为原则的新加工液形态如干加工及冷风、微量油和微量水等,近年来得到了研究、开发与实施。这些形态的加工液能改善环境、节省能源和降低成本,但冷却性能却不及传统加工液如乳化液。显然,采取结合加工对象和条件的多样化加工液对策十分必要。因此,本文应用冷风、可自然降解油剂和水经喷雾形成油膜附水滴加工液来替代传统加工液。通过进行物理特性试验考察其油膜形成效果,并在加工中心机床和数控平面磨床上进行大量的加工性能试验研究其加工适用性。试验结果表明:油膜附水滴加工液具有良好的润滑效果和一定的冷却效果,适用于切削、磨削加工。

高压细水雾灭火喷嘴的雾化特性研究

高压细水雾灭火系统是采用纯水液压技术的新型灭火装置,具有无环境污染、灭火迅速、用水量少和水渍损失极小等优点,是目前国际上推祟的哈龙替代系统。运用轴对称射流边界层动量积分法,对系统关键执行元件-直射式雾化喷嘴的内部流动进行分析,对边界层厚度δ和加速因子K这两个内部流动参数进行考查;同时对一些与灭火效果有关的外部雾化特性参数如出口速度和雾滴平均粒径SMD等进行分析,得出压力是影响外部雾化特性参数的最关键因素。认为8～9MPa是所设计喷嘴的最低稳定雾化工作压力区域。同时,喷嘴结构参数收缩角α、收缩段长度l/d对内部流动参数、外部雾化特性参数均有影响,但不明显。试验验证了上述分析结果,优选出了适合的喷嘴内部结构。

微量油膜附水滴磨削液的研究

使用冷风、微量可自然降解油剂 (植物油或酯油 )和少量水 ,经复合喷雾形成的微量油膜附水滴磨削液替代传统磨削液 ,在数控平面磨床上与磨削液分别为微量水、微量油及乳化液、可溶液的磨削加工进行了对比试验。试验结果表明 ,微量油膜附水滴磨削液可以达到乳化液和可溶液同等及以上的磨削性能 ,具有良好的润滑和冷却效果 。

细水雾作用下气体射流火焰熄灭的临界条件

设计了开放空间条件下细水雾扑灭气体射流火的模拟实验,发现可燃气体流率大小和火焰上升力大小都直接影响了灭火成功与否,进而通过理论分析和计算分别得出了细水雾灭射流火的临界条件,细水雾的吸热功率大于11%～15%射流火的火源功率时可实现灭火,射流上升力与细水雾下压力的比值小于1.0～2.8时细水雾也能够通过克服火焰上升力进而实现灭火,实验结果也显示,相同气体流率情况下气体射流上升力与细水雾下压力的比值越大则灭火时间越长.

爆震雾化射流用于灭火的可行性研究

脉冲细水雾灭火技术在国内外已获得成功应用 ,为进一步提高其灭火效果和简化装备 ,笔者提出了一种基于爆炸推进原理的爆震雾化射流发生装置 ,对其工作原理、动力特性进行了分析。理论分析与初步实验结果表明 ,爆震流体动力源可获得极高的能量密度和输出功率 ,爆震雾化射流具有直流水与雾状水的双重灭火性能 ,其灭火机理是脉冲雾化水的强水力冲击、高效冷却、隔氧阻燃、吸收热辐射及火焰拉伸的共同作用 ,该技术适于开发高效。

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。

气雾两相流喷嘴的研究

建立了描述气雾两相流喷嘴中流动行为的理论模型，并通过实验验证、计算和实验表明，单相流空气压降随喷嘴直径的增大而减小；两相流压降随水流量的增大而增大；单相流和两相流压降随空气流量的增大而增大。

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。

基于液压和VB技术的船舶细水雾灭火喷嘴的设计计算

喷嘴是船舶细水雾灭火系统的关键元件。本文介绍了细水雾灭火技术在船舶上的发展,以及简单机械式喷嘴的工作原理及其设计和计算。由于采用面向对象的可视化编程语言VB6.0,计算过程有良好的人机界面,能更直观地对计算结果进行分析和处理,得出适合的喷嘴结构。

超细水雾降低甲烷体积分数的实验研究

在自行设计的密闭实验系统中,用甲烷检测报警器检测超细水雾作用下的甲烷体积分数变化。超细水雾由超高压水射流发生系统产生,并在不同水压下进行多次实验。实验结果表明:超细水雾可以降低实验系统中甲烷的体积分数;水射流发生系统水压分别为50、100、180MPa时,甲烷气体体积分数有不同程度的降低,且在180MPa时最明显;实验中水射流发生系统水压越大,超细水雾颗粒的粒径越小,甲烷气体体积分数降低越明显。

新型细水雾灭火喷头的结构优化与分析研究

根据射流的基本原理,对水滴的产生、射流的属性、各种喷头的结构进行分析,得到喷射细水雾对喷头的基本要求。根据需求优化喷头结构,提高细水雾质量,增大喷雾半径,扩大保护范围。运用Fluent对改进的喷头和未改进的喷头进行模拟,分析压力场、速度场及密度场,对喷头进行评定。结果表明,扩散角的结构对增加喷雾半径和提高水雾动能有很大帮助。

火焰羽流区细水雾利用效率及控制研究

为提高细水雾的灭火效能,研究细水雾对火焰的冷却性能。建立火焰区细水雾的运动、传热与传质模型,采用此模型全面评估影响细水雾穿透距离和汽化性能的因素,提出一种合理确定液滴初始粒径和初始速度的方法,以及能够提高细水雾利用效率的射流协流细水雾系统。结果表明:各因素影响作用由大至小排序为液滴初始粒径、传热温差、液滴初始速度、火焰羽流速度;该系统能够显著提高细水雾的穿透距离,增大细水雾的汽化率。

高温逆气流中细水雾的行为与控制研究

为提高细水雾的穿透性能,研究高温逆气流中细水雾的行为,建立单个雾滴运动、传热模型,分析逆气流和高温对雾滴速度和穿透距离的影响,评估协流射流对雾滴的控制效果,提出协流射流细水雾灭火系统的设计方法。结果表明:对于小雾滴而言,增大喷头工作压力难以有效提高雾滴的穿透距离,雾滴易被逆气流夹带;协流射流能够减小雾滴速度衰减,提高雾滴穿透距离;协流作用下雾滴的运动特征有利于减小雾滴在烟气层中的汽化,增大进入火焰区的雾滴数量,从而提高雾滴的利用效率;按照协流射流细水雾灭火系统的设计方法可以初步确定该系统的结构参数和运行参数。