应急物资需求预测研究现状与发展趋势

应急物资需求预测研究是灾后应急救援的重要组成部分。为系统地了解应急物资需求预测的研究现状,查阅大量中外参考文献,对目前应急物资需求预测研究中常用的案例推理法、神经网络法和灰色系统预测法进行了讨论分析,总结了各自的优缺点及适用条件;并分析总结了近几年的研究重点方向。结果表明,应急物资需求预测在多元化、准确性、智能化等方面的进一步研究对灾后救援有着更大的现实意义。基于此,对应急物资需求预测未来的发展方向及研究重点进行了展望,对于应急物资需求预测未来的研究及应急救援体系的建立具有一定的参考作用。

气粉两相体系爆炸动力学特性及机理研究进展

可燃性粉尘与易燃易爆气体广泛存在于工贸行业的各个环节之中,即使当粉尘和气体浓度都低于爆炸下限时,混合体系仍有发生爆炸的可能性,所以与单一粉尘或气体相比,气粉两相体系具有更高的爆炸危险性。主要从气粉两相体系的爆炸条件、爆炸效应以及爆炸机理三方面分析总结了两相体系爆炸敏感度参数、爆炸强度参数、火焰传播特性变化规律及其爆炸反应机理。研究结果表明,气粉两相体系的爆炸特性主要是受粉体粒径、粉体浓度、粉体物理化学特性、可燃气体浓度等多因素的共同影响,且不同体系之间具有较大差异性。此外,依据粉体热稳定性将两相体系分为两大类别,并分别探讨了其爆炸机理。基于此,对气粉两相体系爆炸防控亟待解决的方向和今后研究重点进行展望,为工矿气粉涉爆企业的安全生产提供理论指导。

多元混合气体对瓦斯爆炸动力学特性影响研究

为探究多元气体对瓦斯爆炸的影响及机理,利用20 L爆炸球研究了多元混合气体[V(C_(2)H_(6)∶V(C_(2)H_(4))∶V(CO)∶V(H_(2))=5∶5∶1∶1]分别对体积分数为7%、9.5%和11%甲烷的爆炸特性的影响规律,进一步利用CHEMKIN软件分析了不同工况下爆炸反应中关键自由基和基元反应的演化过程。结果表明,在体积分数7%甲烷中加入多元混合气体后,最大爆炸压力和最大爆炸压力上升速率增大,最大压力出现时间延后,在体积分数9.5%和11%甲烷中掺混多元混合气体后则出现相反的效果。对于体积分数7%甲烷,多元混合气体的掺混会使H·和·OH摩尔分数峰值上升,且达到峰值时间提前;对于体积分数9.5%和11%的甲烷,多元混合气体的掺混使H·摩尔分数峰值增大,O·和·OH摩尔分数峰值减小。最大爆炸压力与H·、O·和·OH摩尔分数峰值存在线性关系。最大爆炸压力与H·摩尔分数峰值呈分段线性关系,分割点出现在当量比为1和1.37处。总体来说,最大爆炸压力与摩尔分数峰值相关性随当量比增大而减小。R38(H+O_(2)?O+OH)是主要的耗氧反应,也是控制甲烷消耗速率和爆炸反应能量释放的主要基元反应之一。因此,当O_(2)较少时,R38反应受限,宏观上表现为高当量比时爆炸效应较弱。

专群深度融合的应急救援体系实践与思考

为了进一步加强灭火救援工作,在原公安消防现役体系下,结合陕西省特点进行了研究,建立了"1+3+5+X"应急救援力量体系。在此基础上,对我国当前面临的自然灾害、安全事故等情况,以及应急救援体系建设中存在的资源配置、专业应急救援力量超负荷运转、院前医疗救护与应急救援体系割裂、国家队与地方队关系等问题进行了分析研究。借助陕西省"1+3+5+X"应急救援体系建设中微型消防站、中心应急救援站、全域机动全灾种联合救援等做法,对国家建立新的应急救援工作模式提供建议。

应急物资储备库选址及调运模型研究综述

应急物资储备库选址及调运对灾前应急准备和灾后抢险救援有着重要意义,为系统了解应急物资储备库选址及调运模型研究现状,结合大量国内外参考文献,从应急物资选址、调运以及选址和调运联合模型三部分进行分析总结。在应急物资选址影响因素分析的基础上,围绕模型具体算法、灾情阶段、优化指标、是否关注受灾人员以及信息状态等多个维度分析了应急物资储备点选址模型中所存在的问题;将应急物资调运模型分为分阶段调运、多目标规划调运和不确定信息调运三类,并对三类模型进行了综述总结;并系统总结了应急物资选址及调运联合模型的相关研究。结果表明,应急物资选址及调运模型在动态性、多元化、智能化、人性化等方面的进一步研究对现实救援更具有重要作用。基于此,本文对应急物资储备库选址和调运模型的未来发展方向和研究要点进行了展望,对应急物资储备及调运体系的现代化建设具有现实指导意义。

含钾盐添加剂细水雾-惰性气体协同灭火实验研究

为寻求更加环保高效的复合灭火剂,选取含钾盐细水雾与惰性气体(N_(2)、CO_(2))2类对大气环境无影响且灭火效率高的灭火介质,通过自主设计搭建气液灭火Cup-Burner实验装置,对含添加剂细水雾进行熄灭乙醇火和正庚烷火实验,并对K2C2O4、CH_(3)COOK、K_(2)CO_(3)、KCl、KH_(2)PO_(4)共5种钾盐添加剂进行TGA-DSC实验,对其热行为进行合理推测,最后对含钾盐细水雾与2种惰性气体复合的灭火效果及组分间协同性能进行研究。研究结果表明:钾盐添加剂能够提升细水雾的灭火效率,且钾盐种类及浓度的差异会产生不同的影响,不同钾盐细水雾的灭火效果主要取决于其热解产物;在钾盐细水雾与惰性气体复合灭火时,气体体积流量相同条件下钾盐细水雾与CO_(2)复合较与N_(2)灭火效率更高,但CO_(2)在与纯水及1%质量分数钾盐细水雾复合会表现出对抗作用,而N_(2)则基本为正协同性。研究结果可为复合灭火剂灭火效果及其配比提供理论指导。

二氧化碳灭火系统管道压降计算模型研究

针对目前GB 50193-93《二氧化碳灭火系统设计规范》仅能计算高压(5.17 MPa)和低压(2.07 MPa)两种系统管路压降,且并不考虑管壁传热的影响,构建了二氧化碳灭火系统管道压降的一维稳态均相流动计算模型,建立不同系统压力条件下Y、Z系数计算公式,并采用VBA代码实现了不同系统压力条件下管道压降的快速计算。通过与国标计算结果和试验测量结果比较,验证了该模型的准确性。还通过模型定量分析了摩擦阻力系数、质量流量、高程差、环境温度对管道压降的影响,发现系统初始压力越低,受摩擦阻力系数、质量流量、高程差变化的影响越大,环境温度的变化对压降影响较小,基本可以忽略。

不同辐射强度下电缆燃烧特性研究

防治井下矿用电缆火灾是维护煤矿生产安全的重要环节。本文使用锥形量热仪分别在不同辐射强度下对电缆进行燃烧实验,研究井下矿用电缆的燃烧特性,分析电缆燃烧过程中的热释放速率、总释放热、烟气产生速率、总生烟量等参数的变化规律。结果表明:随着辐射强度增加,电缆燃烧的热释放速率、总释放热及烟气产生速率随之增大,在短时间内造成的危险性和破坏性更强。在热释放速率和烟气产生速率曲线中,观察到“双峰”现象,表明电缆燃烧存在护套层和绝缘层两个阶段;电缆火势增长指数随辐射强度增大而增大,着火时的危险程度也更大。

基于量化模型的含磷盐细水雾-惰性气体熄灭油池火试验研究

选取一种天然绿色磷盐添加剂植酸钠作为细水雾添加剂,并与常用灭火磷盐添加剂次磷酸铵进行对比,同时选取两种惰性气体(N_(2)、CO_(2)),通过自主设计搭建研究气液灭火介质的杯式燃烧器试验装置,分别对含添加剂细水雾以及含添加剂细水雾-惰性气体复合灭火剂进行熄灭乙醇火和正庚烷火试验,并通过自主建立灭火剂物理化学抑制作用量化模型,对灭火剂灭火作用进行评估,分析灭火作用机制。结果表明,加入两种磷盐添加剂均可提升细水雾的灭火效果,1%、3%质量分数时植酸钠提升较次磷酸铵更加明显,且植酸钠细水雾存在最佳灭火浓度:植酸钠细水雾在3%质量分数时灭火效率达到最佳,5%质量分数时不如纯水细水雾;次磷酸铵细水雾则随着质量分数的增高最小灭火摩尔分数持续降低。对于气液复合灭火剂,惰性气体对细水雾灭火效率有不同程度的提升,且CO_(2)相较于N_(2)作用更明显。同时,对于同类型灭火剂,量化模型评估灭火剂的化学系数与灭火效率具有很好的对应性。

碳氢-生物表面活性剂在电解质加载下的降尘及防爆性能研究

为了了解碳氢-生物表面活性剂在电解质加载下的降尘和防爆性能,开展碳氢-生物表面活性剂在电解质加载下的三元复配体系对煤尘降尘防爆特性的一体化研究,并探明润湿及团聚特性对降尘防爆特性的影响。其中,表征降尘性能采用表面张力及煤尘沉降时间等润湿性能指标;防爆特性采用最小点火能(MIE)、最低引燃温度(MIT)参数进行表征;团聚特性以稳定性指数(TSI)作为评价指标。研究结果表明:二元表面活性剂之间复配之后的润湿团聚效果不存在种类决定性优劣,对于粒径小于50μm的普通烟煤,溶液表面张力降低不会促进煤尘沉降速度的提升;此外,从实验数值和数据变化看,鼠李糖脂相较槐糖脂展现了更好的团聚润湿表现与数值稳定性,0.1~0.2 wt%NaCl的加入较同浓度NaHCO3对二元材料作用下的煤尘有更好的抑爆效果;最佳复配组合为SDBS-鼠李糖脂-NaCl,新型三元复配材料进一步降低36.57%~44.94%煤尘沉降时间,TSI值提升了2.65%~27.34%,展现了更好的团聚特性。爆炸极限参数方面,三元复配材料使得煤尘的最低引燃温度提升0.51%~1.19%,最小点火能提高了13.63%~88.89%。该材料在降尘防爆一体化方面效能显著,可为井下降尘防爆提供一种高效的选择,对煤矿安全多种防护材料的研发具有一定的指导意义。

氨纶防黄剂粉尘的着火特性分析

为研究氨纶防黄剂粉尘的燃烧特性,采用粉尘云最低着火温度标准实验装置和同步热分析技术,分别研究了典型防黄剂HN-150粉尘云最低着火温度(MITC)的分布特性和粉尘热解过程,根据实验结果进行燃烧特性和动力学分析。研究结果表明:粉尘粒径越小,MITC越低;喷尘压力增大,MITC升高;粉尘云质量浓度增大,MITC先降低后稳定,且当粉尘云质量浓度大于2 096 g/m^(3)时,MITC稳定在270℃,小于150 g/m^(3)时,不会发生着火;粉尘云质量浓度对MITC的影响最大。随着粒径的增大,粉尘的着火温度、峰值温度、燃尽温度呈上升趋势,最大燃烧速率、平均燃烧速率、可燃性指数和综合燃烧特性指数呈下降趋势;随着升温速率的增大,粉尘的燃烧特性参数均呈上升趋势。随着粒径的减小,粉尘的平均活化能减小,越容易发生燃烧。MITC和热解过程中的着火温度相对应,这与燃烧特性和热分析动力学结果一致。因此该基础研究可为防黄剂的安全生产提供参考依据。

掺氢比例对金属丝网阻抑掺氢甲烷燃烧火焰传播的影响

为进一步揭示金属丝网阻抑掺氢甲烷燃烧火焰传播特征的规律,通过实验研究了掺氢比例对不同孔隙密度金属丝网阻火过程的影响。结果表明:随着掺氢比例的增加,金属丝网的阻火难度加大,金属丝网的阻火效果可由成功转为失败,对火焰传播的影响作用可能从抑制转变为促进;当金属丝网阻火失败时,金属丝网会引起火焰褶皱并导致火焰加速,但郁金香形火焰的首现时间有所延迟;随着掺氢比例的增大,火焰穿过金属丝网后的加速现象更为明显;提高金属丝网孔隙密度可提高金属丝网对掺氢甲烷预混火焰的阻火能力,孔隙密度越大,阻火能力越强;60 mpi以上金属丝网能够有效淬熄掺氢甲烷预混火焰。

低温环境下电热手套对医护人员手部灵活性的影响

为探究电热手套在低温环境下的御寒能力及其对医护人员户外采样时手部灵活性的影响,利用气候室提供的-20℃低温环境,对穿戴不同手套的受试者进行手部皮肤温度变化和抓取试验,并记录抓取试验中受试者手部主观热感。研究结果表明:在-20℃的低温环境下,与受试者手部初始平均温度相比,30 min内受试者穿戴加热状态的电热手套时手部皮肤平均温度提高7.275℃,穿戴医用采样手套时手部皮肤平均温度降低21.425℃;与医用采样手套相比,电热手套能够有效减小低温对手部灵活性的影响。从室温到低温环境,20 min内受试者穿戴电热手套时的工效提高4.3%,对手部灵活性的影响率从常温时的42.1%降至低温时的39.6%;穿戴医用采样手套时的工效下降19.2%。综合受试者手部主观热感,所研制的电热手套可在低温环境中长时间保证手部工作的灵活性。研究结果可为医护人员户外采样用电热手套的研制提供参考。

金属丝网位置对氢气/甲烷/空气火焰传播特性的影响

为研究管道内不同位置金属丝网对氢气/甲烷/空气预混火焰传播的影响,在半封闭管道中研究了金属丝网位置对其阻火效果的影响以及阻火失效后火焰传播特性的变化。结果表明,位置会影响金属丝网对预混火焰的阻火效果,金属丝网距点火位置越近,阻火效果越好。当火焰未被淬熄时,金属丝网距点火位置越远,对火焰传播的促进作用越小。当金属丝网距点火位置较远时,与无金属丝网工况相比,火焰传播时间和“I”形火焰存在时长显著增加,郁金香火焰首现时间也延迟,呈现出一定的抑制作用。此外,随着金属丝网距点火位置距离的增加,火焰振荡的周期和振幅明显降低,火焰不稳定性减弱。

地铁隧道火灾模拟及人员疏散研究

利用FDS软件,设置的火源强度为7.5 MW的火灾,模拟火灾发生在隧道中点及疏散通道A口附近的条件下,地铁隧道内3种不同通风风速对人员疏散的影响。将疏散通道口处人眼特征高度的烟气能见度、温度和CO浓度到达临界指标的时间作为可用疏散时间,再通过经验公式计算所需安全疏散时间,判定疏散的安全性。结果表明,列车和火源均在隧道中部时,人员均能够安全疏散;列车在隧道中部,而火源在进风口一侧时,只有在无风条件下人员能够安全疏散。

液氨储罐泄漏事故后果的影响因素研究

基于PHAST软件,模拟分析地表粗糙度、泄漏角度和季节对液氨储罐意外泄漏事故后果的影响。结果表明:地表粗糙度控制在0.25 m左右有利于减小事故后果的伤害范围;泄漏角度越大,事故后果的伤害范围越小;季节对液氨毒性扩散范围影响较大,对闪火范围和蒸气云爆炸的伤害范围影响相对较小。及时点火使泄漏的有毒物质受控燃尽可大大减小事故伤害范围。

碳电极直径与负载特性对故障电弧断路器响应时间影响研究

为解决故障电弧断路器动作响应滞后、效率低等问题,基于电气火灾多发原因与防控实验装置、功率因素可调式负载柜,搭建故障电弧模拟实验台,研究故障电弧断路器响应时间影响因素,利用功率分析仪统计断路器响应时间。研究结果表明:纯电阻电路中,断路器响应时间随碳电极直径增大而缩短;在负载功率P=800,2000 W条件下,碳电极直径D≥2 mm时,断路器瞬时保护率达100%;负载功率P=3200 W时,断路器瞬时保护率小于50%;碳电极直径D为1,2 mm时,断路器最佳负载功率保护区间分别为[1200,1600]W,[800,2400]W,碳电极直径为2 mm的保护区间范围较宽,安全可靠性更高;感性电路中,断路器响应时间随功率因数减小而延迟,功率因数对断路器动作响应时间的影响随负载功率增加而降低。研究结果可为故障电弧断路器响应时间的设定提供参考。

低压电路接触不良断路电弧引燃能力实验研究

针对家庭低压电弧引发火灾原因多发、引火机理不明等问题,利用电气火灾原因多发与防控装置模拟接触不良故障,研究系统功率和功率因数及碳电极直径对低压接触不良电弧引燃能力的影响。结果表明:系统功率≤320 W时,滤纸仅出现变黄、炭化现象,当系统功率>370 W时,滤纸开始被引燃,且引燃概率随系统功率增大而增大,功率≥480 W,时滤纸均能被引燃;实验条件下电弧功率随功率因数减小而减小;直径对电弧的引燃能力的影响主要取决于阳极光斑大小,当阳极光斑>碳电极直径时,滤纸均可被引燃;反之,滤纸几乎不能被引燃。研究结果对低压用电防火及电气故障预防提供了一定的基础参数与理论依据。

基于微观结构和气体产物特征的风化煤与氧化煤自燃差异研究

为了掌握煤自燃特征温度下风化煤和氧化煤关键活性基团的关系与区别,将新鲜煤样作为参照煤样,对比分析风化煤和氧化煤的微观结构和气体产物特征;首先采用傅里叶变换红外光谱,分析风化煤与氧化煤在初始状态的活性官能团相对含量及特征结构参数,确定了特征温度下4类主要活性基团的变化规律,对风化煤与氧化煤不同活性官能团的差异进行了半定量对比分析,揭示了造成风化煤和氧化煤自然发火自燃特征差异性的关键活性官能团;通过煤自燃程序升温实验,分析了风化煤与氧化煤标志气体体积分数释放特征,对特征温度下关键官能团的演化迁移进行了验证。结果表明:由于含氧官能团中C-O-C含量的不同导致氧化煤产生CO含量大于风化煤,而脂肪烃中甲基、亚甲基不对称伸缩振动的含量不同导致风化煤产生的C2H6含量大于氧化煤,并且在实验过程中风化煤率先产生C_(2)H_(4)。

N2和CO2惰化丙烯爆炸极限参数实验研究

为得到惰化条件下丙烯的爆炸极限参数的变化规律,采用标准的可燃性气体爆炸极限测试装置(GB/T 12474-2008),测试研究了N2和CO2对丙烯的爆炸极限、临界氧浓度和最小氧浓度的影响,并绘制了C3H6-N2/CO2-Air爆炸三角形图,对比分析了N2和CO2对丙烯爆炸极限参数的惰化效果。结果表明,添加N2和CO2都会缩小丙烯爆炸极限范围,减小爆炸的危险度。N2惰化条件下,丙烯爆炸上下限重合时N2添加量为49%,临界氧浓度为9.79%;在CO2惰化条件下,丙烯爆炸上下限重合时,CO2的添加量为34%,临界氧浓度为12.94%。在丙烯浓度不变的情况下,发现CO2惰化氛围下的最小氧浓度值均高于N2惰化条件下的。两种惰化工况下的丙烯爆炸三角形结果显示,在CO2惰化的爆炸区域明显小于N2惰化下的;当添加惰性气体使丙烯处于完全惰化状态时,CO2的窒息比和添加量均小于N2。本文的实验数据及结论可为进一步研究丙烯爆炸和工业丙烯安全防爆工作提供理论基础。