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.

油品扬沸火灾特征参量实验研究

大型储油罐区内发生扬沸火灾时危害巨大,其危害程度与扬沸火灾时油品的燃烧特征参量有密切的关系.建立了小型扬沸火灾模拟实验台和数据采集系统,对混合原油和混合油品(煤油与机油)两种油品,在不同直径的小尺度油罐内,扬沸发生前后燃烧速率(线性燃烧速率和质量燃烧速率)、热释放速率、火焰温度、火焰热辐射和高度的变化规律进行了实验研究.发现这些特征参量在扬沸前后都发生了突变,其中扬沸阶段的燃烧速度、热释放速率和火焰辐射为平均值的几倍甚至几十倍.在对这些特征参量的突变进行定性和定量分析的基础上对引起突变的原因进行了分析,可为防控全尺度油罐扬沸火灾的危害提供参考依据.

火灾调查中助燃剂烟尘的提取分析

通过对完全敞开燃烧条件下的汽油烟尘进行不同温度下的固相微萃取实验研究,发现高温萃取的效果优于低温萃取,并确定了固相微萃取的萃取平衡温度为70,℃.对完全敞开燃烧和半封闭状态下燃烧的汽油烟尘进行气相色谱-质谱联用仪对比分析,发现半封闭燃烧烟尘中的多环芳烃特征物质种类更丰富.通过对保存时间不同的烟尘进行对比分析,发现长时间保存的烟尘检测出的主要物质不变,而最大丰度值明显降低.最后通过汽油和柴油两种不同的助燃剂烟尘的固相微萃取-气相色谱-质谱联用技术分析检测,比较了助燃剂种类对于烟尘特征物质的影响,包括多环芳烃物质种类,以及特征物质出峰时间的显著区别.

汽油燃烧烟尘的分析与分类

基于裂解气相色谱-质谱联用技术(PY-GC/MS)对两种类型汽油(93#和97#)的燃烧烟尘进行了定性和定量分析.对分析结果应用主成分分析法(PCA)进行降维预处理,然后利用软独立建模分类法(SIMCA)对93#和97#两种汽油分别建立了类模型.在显著性水平α=1%的条件下,两类模型对训练集的识别率为100%,拒绝率为100%;97#模型对未知样本预测集的识别率、拒绝率均为100%;93#模型对未知样本预测集的识别率、拒绝率达到80%.研究表明PY-GC/MS结合软独立建模分类法(SIMCA)可以实现对汽油燃烧烟尘的检测分析和类型判别.

溴氟丙烯/13X沸石复合粉体抑制汽油火的试验研究

为提高粉体灭火介质的灭火性能,基于粉体灭火剂在火灾防治领域的重要性,通过减压吸附的方法,将洁净高效的气体灭火剂溴氟丙烯负载在13X沸石的孔洞之中,形成气-固复合粉体灭火剂。采用X-射线衍射仪、扫描电镜等对复合粉体的结构和组分进行表征。通过模拟试验研究溴氟丙烯含量不同的复合粉体对汽油油池火的灭火效果,并和普通的干粉灭火剂进行对比。结果证明,溴氟丙烯和13X沸石所形成的气-固复合粉体灭火剂针对汽油油池火具有很好的灭火性能,在同样的试验条件下,其灭火时间和灭火剂用量远少于普通的干粉灭火剂,且随着复合粉体中溴氟丙烯的含量增加,复合粉体的灭火性能逐渐提高。

不同石化燃料燃烧烟尘的来源辨识

利用固相微萃取-气质联用(SPME-GC-MS)技术,对汽油、柴油、聚苯乙烯、ABS 4种石化燃料进行燃烧烟尘的特征组分分析,对其特征组分谱图中的保留时间进行归纳总结。对获得的20×35的数学矩阵,进行了主成分分析,得到了3个主成分,其累计率达到了92%,表明主成分所组成的二维数学坐标以及三维坐标系能较好地将不同比例的烟尘进行分类。最后在主成分分析的基础上,应用高级模式识别方法系统聚类方法,以100%的精确度将四类不同来源的燃料烟尘归类分开。

载铁改性沸石粉体抑制甲烷/空气扩散火焰试验研究

为发展洁净高效新型粉体灭火介质,以沸石粉体为基体,采用盐酸活化和氯化铁溶液浸泡方法制备载铁改性沸石粉体灭火剂。采用X-射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和X-射线荧光光谱仪(XRF)等仪器对该粉体灭火剂的结构和形貌进行表征。通过小尺度的杯式燃烧器试验研究载铁沸石粉体对甲烷/空气扩散火焰的灭火效果,并和未改性沸石粉体进行对比。试验结果表明,载铁改性沸石粉体灭火剂的灭火效能明显高于未改性沸石粉体。改性沸石灭火效能提高,主要是由于所负载的铁离子在火焰中转化为活性铁原子,参与清除火焰自由基的催化反应。

复合干粉灭火剂抑制食用油火的试验研究

为改善普通碳酸氢钠干粉灭火剂(BC干粉)抑制食用油火时抗复燃性较差的不足,选择聚磷酸铵、溴化钾和一水合草酸钾作为添加剂,与普通BC干粉灭火剂混合配制成复合干粉灭火剂。通过全尺度模拟试验研究各种复合粉体对食用油火的灭火效果及其抗复燃性能。结果证明,普通BC干粉与一水合草酸钾复配而成的复合粉体针对食用油火的灭火效果和抗复燃性能在几种粉体中最佳。根据试验数据和各粉体的理化特性,对4种粉体的灭火效果差异作了详细的分析和讨论。

开放空间蒸汽熄灭油池火灭火机理研究

对蒸汽熄灭油池火进行了模拟试验研究,通过设置对比试验,研究了全淹没保护方式和局部保护方式下的不同灭火效果,分析了开放空间中蒸汽熄灭油池火的主导灭火机理。结果表明,局部保护条件下,蒸汽能快速熄灭油池火;全淹没保护条件下,利用同样的蒸汽供给强度及更小的火源,蒸汽灭火效率则相对较低。基于对比试验、灭火过程及火焰结构的分析表明,蒸汽的动力学作用为开放空间内蒸汽熄灭油池火的主导灭火机理。最后从理论基础上对蒸汽的动力学作用进行了验证和初步分析。

气-固复合粉体在高原地区灭火性能的试验研究

为满足高原地区低压低氧环境对火灾防治的特殊需求,在拉萨进行模拟试验,研究由溴氟丙烯和13X沸石所组成的气-固复合粉体灭火剂对汽油火的灭火性能,并与平原地区的合肥的灭火效果进行对比。试验结果表明,在拉萨低压低氧的环境下,复合粉体灭火剂对汽油火具有很好的灭火性能。在同样的试验条件下,其灭火时间和灭火剂用量比合肥减少20%以上,说明该复合粉体灭火剂在高原地区有很好的适用性。

模式识别在火灾调查中的汽油分类问题的应用研究(英文)

在火灾调查中,检测汽油成分并对其进行正确分类尤为重要。运用GC-MS对90#和93#两种普通汽油的共50个样本进行检测,所得的GC-MS原始数据通过PCA方法进行处理,以提取有用信息,避免冗余变量进入后续计算。在此基础上应用KNN方法对这两种汽油助燃剂进行分类。结果表明,KNN方法对这两种汽油的分类准确率达到100%,且当初始数据未经标准化预处理时也能达到同样准确的分类效果。研究表明:将模式识别方法正确地运用到助燃剂鉴定和分类工作中有助于火灾调查。

典型可燃物燃烧烟尘物化特性差异性研究

开展对典型可燃物燃烧烟尘的物化特性差异性研究,是全面了解烟尘信息的基础。基于可控条件下的燃烧试验,对典型可燃物燃烧烟尘物理特性和化学组分进行了分析。通过对比分析汽油燃烧烟尘、聚苯乙烯燃烧烟尘、ABS燃烧烟尘及柴油烟尘和正庚烷烟尘的透射电镜图片,对透射电镜图的紧凑性、复杂性及灰度值进行了深入分析,探讨了燃烧烟尘的物理差异性。利用固相微萃取-气质联用技术(SPME-GC-MS),对汽油燃烧烟尘、聚苯乙烯燃烧烟尘、ABS燃烧烟尘化学组分进行了分析和对比。通过燃烧烟尘的特征物质组分的分析,得到3种燃烧烟尘在特征物质的分布和出峰时间等方面的差异性。这些差异性可作为对烟尘来源及燃烧条件等因素判别的依据。

无机材料对超薄型钢结构防火涂料性能的影响

介绍了晶须、石墨插层化合物、硅微粉、纳米二氧化硅、二氧化钛、硼酸锌等无机材料对超薄型钢结构防火涂料的防火性能、涂膜质量等理化性能的影响,指出以合适的无机新材料在适当的用量下对传统防火涂料进行必要的改性,是进一步提高超薄型钢结构防火涂料各项性能的有效方法。

贝叶斯网络在火灾调查中的应用

介绍了贝叶斯网络的基础理论。将贝叶斯网络引用到火灾调查领域,以助燃剂纵火案的火灾调查分析案例为例,分析了纵火案件中的原因事件和结果事件以及各个因素之间的相互影响关系,根据火灾发生过程建立了贝叶斯网络模型。同时通过贝叶斯算法对火灾调查贝叶斯网络的计算方法进行了研究分析。分析了贝叶斯结构图中涉及到的火灾发生因素概率值的数据来源。

钢结构用膨胀型防火涂料组分的选择

分析了不同组分对超薄型钢结构防火涂料性能的影响。选择合适的组分及其用量是提高超薄型钢结构防火涂料性能的关键。

基料树脂对超薄型钢结构防火涂料性能的影响

分析了不同基料树脂对超薄型钢结构防火涂料性能如发泡能力、涂层的质量损失百分比、发泡层的硬度和致密性的影响,介绍了不同基料树脂的优缺点,指出选择合适的成膜物质,对提高超薄型钢结构防火涂料的性能是至关重要的环节。

腔室油池火轰燃前过程的尺度准则

以腔室油池火模拟受限空间的轰燃过程,建立了无量纲的腔室油池火控制方程组,通过分析浮力模型的不足,提出用热释放速率定义特征速度,进而建立腔室油池火的尺度准则.结果表明,为保持实验的相似性,应保持油池尺寸随腔室高度的3/4次方增长关系成立;通过油池尺寸为30,cm、60,cm和120,cm 3种尺度的模拟实验对比,发现无量纲温度和无量纲质量燃烧速率曲线吻合较好,实验结果能较好地满足尺度关系.

矩形喷口射流火火焰轴向温度研究

随着我国能源结构低碳化的发展,天然气产业在我国得到进一步升级。在利用高压管道进行输运的过程中,因泄漏而引发的天然气火灾爆炸事故时有发生。实验以甲烷为燃料,研究不同开口特征下(长宽比n=1,2.25,4,9,16)矩形火源火焰中心轴线的温度分布。研究表明,火焰温度随热电偶相对位置的变化呈现出三段分布的规律。通过引入虚点源Z_0对经典羽流模型进行修正,发现不同长宽比下无量纲虚点源与火焰佛罗德数Fr_f呈现一定的函数关系,且无量纲温度在高度方向上仍呈现三段式分布。

典型热塑性材料竖直逆向火蔓延研究

以典型的热塑性材料聚丙烯(PP)和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)为研究对象,实验分析了不同宽度的试样竖直贴壁向下燃烧的温度、火蔓延速率等参数,并给出火蔓延速率、未燃区表面接收的对流传热和辐射传热的计算公式。试样长度为20cm,厚度为3 mm,宽度分别为1、2、3、4、5cm。实验表明:燃烧中PP材料会受热熔融生成液滴并发生卷落现象,火焰主要呈蓝色且温度较低,卷落时出现火焰高度和温度增加。PMMA材料流动性差,不产生熔融液滴并在试样上方有稳定的黄色火焰。火蔓延速率受试样宽度与流动性的综合影响。在实验范围内,随着宽度的增加,PP的火蔓延速率呈先减小后增大的趋势,PMMA的火蔓延速率呈单调递增的趋势。

火灾中聚合物材料热解对汽油辨识的影响分析

火灾中聚合物材料的燃烧过程产生的热解产物,从而增加化学分析谱图的复杂性,对助燃剂鉴定造成干扰。针对常见的聚合物材料开展了一系列燃烧实验,对其在燃烧过程中的热解机理进行了分析,并通过汽油存在条件下的聚合物材料燃烧实验分析了热解对汽油辨识产生的干扰。