直升机消防吊桶姿态模拟试验研究

为量化研究直升机消防吊桶灭火过程中消防吊桶姿态对洒水精准度及直升机稳定性的影响,搭建直升机消防吊桶姿态试验平台开展消防吊桶缩尺寸试验。开展来流速度、质量、绳索长度、加装尾鳍4种因素影响下直升机消防吊桶摆动试验,利用以姿态传感器和拉力传感器为核心的数据采集系统采集试验过程中消防吊桶的姿态角和绳索垂直方向的受力。结果表明:来流速度为8、16、24 m/s时姿态角变化极差为7.85°、20.40°、34.84°,绳索垂直方向受力极大值与自身重力之差为0.18、1.13、2.29 N;质量为301、271、241 g时,姿态角变化极差为17.45°、20.40°、38.27°,绳索垂直方向受力极大值与自身重力之差为0.95、1.13、1.17 N;绳索长度为100、150、200 mm时,姿态角变化极差为22.41°、20.40°、19.61°,绳索垂直方向受力极大值与自身重力之差为1.93、1.79、1.56 N;正交试验分析得出不同工况的影响因素大小为来流速度>绳索长度>质量,其中来流速度对试验结果影响极显著(P<0.01);直升机消防吊桶是否加装尾鳍的姿态角变化极差为15.78°、55.76°,绳索垂直方向受力极大值与自身重力之差为0.64、1.06 N。综上,降低来流速度、增加消防吊桶质量、增加绳索长度及加装尾鳍可有效降低消防吊桶姿态变化幅度,提高垂直方向受力的均匀性,从而优化洒水精度和直升机稳定性。

新材料在消防服中的研究进展

介绍消防服基本结构和性能,概述几种新型热防护材料和新型整理技术在消防中的研究进展,并对比分析出几种材料目前所存在的问题。综述表明,新材料和新技术在热防护纺织品的应用领域有很大的发展前景,为热防护纺织品的发展提供了有利支持。指出应加快热防护纺织品新材料应用的研究进展,展望热防护纺织品有待解决的问题及发展趋势。

基于虚拟现实技术的消防救援模拟训练系统软件设计开发的分析研究

为解决消防救援队伍典型灾害事故救援训练设备配置不足、场地空间受限、实战演练频次低的现实问题,众多学者探索引入虚拟现实技术的模拟训练方法。要确保模拟训练满足实战化的需求,系统软件的设计开发尤为重要。故详细阐述基于虚拟现实技术的消防救援模拟训练系统的设计开发流程,并以高层建筑火灾的应用场景为例,进一步优化系统软件的功能设计和场景开发应用,以不断提升典型火灾事故消防救援模拟训练的精准度。

消防宣传 任重道远——访应急管理部天津消防研究所团委副书记宋文琦

2019年全国了"11·9"消防宣传月的主题为"防范火灾风险建设美好家园"。为提高社会公众的消防安全意识,增强社会公众应对火灾险情的应急处置能力,本刊采访了第十一届"火凤凰杯"全国优秀消防科普工作者、应急管理部天津消防研究所团委副书记宋文琦,请其就消防安全宣传教育等问题作深刻解读。

开敞空间氢气爆炸特性数值模拟研究

为研究开敞空间氢气爆炸危害,基于Fluent流体力学计算软件建立开敞氢气-空气爆炸的三维数值模型,在此基础上,模拟和分析了边长为0.5、1.0、2.0、3.0 m的立方体预混氢气-空气爆炸,并将数值模拟结果与TNO多能法和BST法的爆炸强度等级进行对比。结果表明,火焰传播距离约为初始氢气半径的2倍。爆炸最大压力出现位置的无量纲距离与气云初始半径近似成线性关系。TNO多能法和BST法爆炸强度等级的选择应根据气云初始尺寸的增大而增加。

多孔材料对泄爆管道LPG爆炸抑制效应的影响研究

为探究多孔材料对泄爆管道液化石油气(LPG)爆炸传播特性的影响特征,采用自主搭建的气体爆炸测试平台,分析不同厚度及孔隙度的碳化硅多孔材料对火焰传播特性和爆炸超压的影响。结果表明:安装多孔材料可有效阻止泄爆管道中LPG爆炸火焰的传播;随着多孔材料孔隙度和厚度的增加,LPG火焰的传播距离、传播速度和强度均减小,其中,材料孔隙度对阻火效果的影响更大;同时多孔材料可降低泄爆管道中LPG的最大爆炸超压,当材料安装位置后端气体未被引燃时,增加多孔材料的孔隙度和厚度,材料前端(PT1、PT2)的最大爆炸超压增大,材料后端(PT3)的最大爆炸超压接近于静态破膜压力。材料孔隙度和厚度的阻火效应表明:在工程应用中,当材料强度达标后,应优先考虑增加材料的孔隙度来进行阻火。

城市区域消防资源优化布局研究

安全是城市发展的重要保障和基础底线,消防资源优化布局是提升城市救援能力,保障城市安全的有效手段。针对我国城市目前消防站点覆盖率低、责任分区难划分及消防人员、装备配备结构不完整、不合理等问题,通过科学构建城市消防资源优化及布局模型,对消防站救援响应时间满意度、辖区需求点覆盖防护等级、装备贡献度及人员工作负荷度进行评估,实现消防站优化布局选址、消防救援力量及装备优化配置的模型应用,为新建消防站的选址和现有消防站的救援力量及装备优化配置提供辅助决策。

森林消防装备产品质量认证及监督管理制度的研究

中共中央办公厅、国务院办公厅联合发文指出,要从国家层面建立森林草原防灭火装备型谱和认证制度。从影响制度体系建设的关键要素入手,深入分析森林消防装备产品制造业、标准化、合格评定及质量监管现状,研究及分析制度体系结构,并最终提出符合我国现阶段状况的制度体系建设思路,为国家相关行业部门建立质量认证及监督管理制度提供借鉴。

用于室内消防救援的融合路网构建方法研究

在建筑火灾应急救援时,生成的救援路径多数基于单一类型路网,室内路径规划精度和寻路速度难以平衡。为此,提出一种室内融合路网的构建方法,在室内执行拓扑路网和栅格路网生成算法,由自行设计融合算法和跨楼层通道的提取,获取三维室内路网。由路径权重模型结合寻路算法,寻找最优消防救援路径,同时设计了二次路径规划。最后,以该方法提取试验模型的室内路网,并与以上两种单一路网进行对比分析,验证了该路网提取方法的有效性。

建筑消防给水设备智能化维护保养研究

建筑消防给水设备对于维持基本应用安全具有重要意义,通过对相关设备的智能化维护保养方式进行研究,可以了解当前体系存在的主要问题,并明确全新方案所具有的主要优势。在阐述消防给水设备概念与维护保养意义的基础上,通过对比当前相关系统运行现状,分析了智能化维护保养方案的应用优势、主要原理、运行方式。研究发现,智能化维护保养系统能够解决建筑消防给水设备存在的主要痛点,可以显著提高相关体系稳定性,减少出现意外问题的概率。因此,智能化维护保养体系在建筑消防给水设备管理工作中具有重要应用价值,应当进行深入探索与推广,确保其能够与相关体系深度结合,实现理想的辅助运行目标。

消防泡沫在液体燃料上铺展性能研究综述

泡沫灭火剂是扑灭液体火最有效的灭火剂之一。泡沫对不同的燃烧液体有不同的灭火效果。虽然灭火效果与燃料的闪点密切相关,但泡沫覆盖面积是最关键的因素。对泡沫铺展过程的研究将为设计灭火设备和改进消防战术提供有效的理论依据。研究泡沫灭火剂在燃油表面灭火过程中的铺展覆盖情况至关重要。本文对泡沫灭火剂在易燃液体上的铺展研究现状进行梳理,重点分析目前已有的实验研究和理论模型。

电动汽车热失控危害性评测技术研究

随着电动汽车保有量的增加,动力电池热失控导致的着火事故时有发生,对热失控危险性进行评测是提升电动汽车安全性能的重要手段之一,而行业内尚未形成量化评估方法。针对上述问题,搭建了电动汽车整车燃烧试验平台,并开展了大量由热失控引发电动汽车火灾的模拟试验,提取了以下可用于电动汽车热失控危害性评测的参考指标与部分潜在指标:试验开始至动力电池热失控的时间间隔可作为电池故障预警有效性的指标;热失控至车辆起火的时间间隔与车内温度可作为乘员逃生安全性的指标;烟气体积分数超标时刻及其与起火时刻的关系可作为驾驶室毒气危害性的指标;车内可燃气体体积分数和车外热辐射强度可作为评估爆炸危险性和相邻车辆引燃风险性的指标。通过提出上述评价指标,为后续形成量化评估方法及相关标准提供参考。

高校消防安全风险辨识与对策研究

目前,我国高校消防安全管理制度落后、责任不清、资金不足、消防安全意识淡薄且缺乏专业的消防安全人才,导致高校火灾事故频发。为解决我国高校消防管理及安全隐患问题,文中统计分析了近10年我国高校典型火灾事故案例,通过识别主要火灾风险因素和重点部位,剖析了高校消防安全管理工作存在的问题。从消防安全管理制度、消防资金投入、消防人员专业能力及宣传教育等方面提出对策措施,有助于高校消防安全管理工作更具体化和规范化,对有效控制火灾、减少火灾损失及保障师生生命安全等具有一定的意义。

液氮灭火系统管路输送压力损失影响因素及计算方法研究

结合液氮防灭火工程管路实际,分析了环境温度、液氮温度、入口流速、管长、管径、出口口径对管路出口液氮含量、输送压降的影响,并结合模拟与试验分析了均相模型预测管路输送压降的计算方法。结果表明:环境温度、液氮温度对液氮含量和管路压降影响较小;管路流速越快、输送距离越长、管径越小,压降增加越显著;随管路出口口径的减小压降迅速增加。对于低干度的气液两相氮适合用于均相模型计算,提出的简化计算经验模型压降预测值与试验值吻合良好,可以预测气液两相氮的管路输送压降,为液氮输送管路的工程应用设计提供理论支撑。

LFP电池热失控液氮冷却惰化理论分析方法研究

传统的商用灭火剂扑救锂离子电池热失控火灾和抑制复燃的效果不佳,液氮作为一种高效的灭火剂,其冷却抑制锂离子电池热失控的效果得到了很多研究机构试验验证,但目前针对液氮灭火用量和灭火效能尚缺乏理论分析方法。笔者通过对液氮灭火机理的理论分析,研究确定了液氮冷却和惰化理论分析计算方法。方法中通过试验和理论分析确定热失控放热热量、液氮吸热热量、液氮惰化用量等,并通过实尺试验验证方法的有效性。以280 Ah磷酸铁锂电池热失控为例,依据理论分析方法,计算得到了惰化抑爆和冷却的最低液氮用量,在有效容积为38.88 m3的爆炸试验箱体内,施加了83.39 kg液氮后,24 h间隔点火48次,均未出现燃爆现象。通过实际案例验证理论分析方法的有效性和合理性,提出的理论分析方法为液氮灭火抑爆的设计和有效性分析提供评价手段和方法,进一步增强磷酸铁锂电池舱式储能系统的安全性。

木结构建筑之间火灾蔓延的试验研究

搭建木结构试验框架,对影响木结构建筑之间火灾蔓延的因素开展实体火灾试验研究,分别考虑火灾荷载密度、外墙开口尺寸、外墙材料的燃烧性能、水平间距等影响因素。研究结果表明,在相同火灾荷载密度条件下,增大着火房间外墙开口面积会显著增大目标墙体上的辐射强度;在相同的开口条件下,增加室内火灾荷载密度,也会增大目标墙体上的辐射强度;当着火房间的外墙被引燃时,目标墙体受窗口辐射和被引燃外墙上火焰的双重辐射,会进一步增加火灾蔓延的风险。在测试的火灾场景中,当防火间距为6 m时,目标墙体上的辐射热流强度值小于10 kW/m^(2),不会因热辐射的原因造成建筑之间的火灾蔓延。研究结果可为定量分析各因素对火灾在建筑之间蔓延的影响和合理确定防火间距提供数据支撑。

液体浸没条件下锂离子电池新型热灾害的研究进展与挑战

在“碳达峰、碳中和”的背景下,浸没式液冷技术是具有良好应用前景的锂离子电池热管理技术之一。在新一代热管理系统中,锂离子电池热失控诱导火灾依然是一个重大的安全隐患。本文全面梳理了当前浸没式液冷技术的研究进展,分析了浸没条件下锂离子电池热灾害的多种模式,提出锂离子电池新型热灾害的研究趋势。首先,介绍了浸没式液冷技术及其优劣势、液冷方法以及液冷介质,重点介绍了相变液冷技术以及部分常用液冷剂的物性参数;其次,梳理了近年来浸没式液冷技术的进展与政策;再次,从浸没条件下锂离子电池老化、热失控以及二次灾害等方面对浸没条件下新型锂离子电池热灾害的模式进行了深入分析和讨论,并指出现有研究存在的不足;最后,提出未来浸没式液冷条件下,新型锂离子电池安全防护技术研究的发展方向。文章有助于提升浸没条件下锂离子电池组热安全性,增强热灾害发生后的应急能力。

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。

锂离子电解液溶剂/空气混合物爆炸特性实验研究

本工作利用爆炸极限与点火能测试反应平台开展了典型锂离子电解液溶剂碳酸甲乙酯(EMC)蒸气爆炸实验,首次测量了不同初始温度与当量比条件下EMC的最大爆炸压力P_(max)、爆炸下限LFL等爆炸危险性基础参数,并利用数值模拟方法开展了燃烧化学反应动力学机理分析数值模拟分析。结果表明EMC/空气混合气体的最大爆炸压力P_(max)随着当量比的增加呈先增大后减小的趋势,并且在当量比φ=1.2附近取到最大值;随着温度的增加,P_(max)呈递减的趋势,且P_(max)与初始温度的倒数1/T_(0)呈线性关系;由于存在热损失,在相同工况下,P_(max,exp)均小于最大绝热爆炸压力P_(max,ad)。EMC/空气混合气体的爆炸下限LFL随着T_0的升高而降低,并呈线性关系,且对燃料爆炸下限经典模型的参数进行了修正,修正后的新公式的预测值与实验值结果吻合较好;通过反应机理分析得到不同T_0对于LFL的影响方式主要是通过影响OH?自由基的生成速率来实现的。本研究可为定量评估EMC的爆炸危险性提供一定依据以及为其实际使用中制定相应的安全标准提供一定参考。

自动喷水灭火系统失效工况试验研究

通过试验方式,获取3种模拟失效工况条件下自动喷水灭火系统的实际表现,分析比较系统设计工况条件下的预期控灭火效能,归纳不同失效工况对灭火效能的影响。试验结果表明:喷头溅水盘故障会造成洒水不均匀,使初期火势难以得到有效控制,导致喷头开启数量增加,有效控火效率降低约40%。热敏感元件故障导致喷头动作的感应温度更高、动作响应时间更长,延误启动时间内火势迅速发展,喷水稳定后短期内难以达到正常状态下的火灾防控水平,导致控火效率降低约25%。工作压力不足造成的影响最为严重,使得灭火效能降低约60%。