自然对流下通风面积对阴燃向明火转化影响的实验研究

聚氨酯泡沫材料是阴燃火灾中的典型可燃物之一.在实验台上进行了自然对流条件下通风面积变化的阴燃实验,利用热电偶测量材料内部温度变化,用气体分析仪测量所产生的CO浓度.结果显示,对于横截面积为408×10-4 m2的泡沫材料,当通风面积与材料横截面积之比r小于1/260时阴燃会熄灭,r>1/260时阴燃会最终转化为明火.由此确定该数值是阴燃维持的临界通风面积.通过不同通风面积情况下生成的CO量的对比,发现在r=1/260时生成的CO明显增多,说明在形成明火后,由于空气供应受限,会大量产生CO.     

软质聚氨酯泡沫阴燃前热解特性及动力学分析

采用差示扫描量热-热重分析(DSC-TGA)同步热分析仪和中温差热分析仪(DTA)对软质聚氨酯泡沫(FPUF)在不同O2浓度下的热解特性、热解动力学及其对阴燃的影响进行研究。结果表明:聚氨酯泡沫热解主要分为2个阶段。第一阶段主要是FPUF分解产生异氰酸酯和多元醇,第二阶段主要为多元醇的分解。当O2体积分数从0增加到50%时,第一阶段热解起始温度和活化能变化很小,第二阶段最大质量分数损失速率对应温度从385℃降低到300℃,活化能从170 kJ/mo1降低到80 kJ/mo1。聚氨酯热解过程中不同类型反应的活化能大小顺序为:多元醇热解活化能聚氨酯热解活化能多元醇氧化活化能。多元醇氧化反应产生的热量是聚氨酯泡沫阴燃时的主要热量来源。因此,O2浓度增加通过加快热解速率、降低反应所需温度和增加放热量来促进阴燃的建立和传播。     

水平填充床中纤维质燃料正向阴燃数值模拟研究

根据多孔燃料三步反应动力学过程,建立了2D非稳态纤维质材料填充床阴燃的数学模型.阴燃的化学动力过程包括燃料热解、燃料放热氧化及焦炭的放热氧化.该模型既考虑了固-气之间的热交换,也考虑到气体在多孔介质内的扩散系数变化.数值模拟了来流速度对阴燃速度及平均最高温度的影响,结果表明:阴燃传播速度与来流速度基本上呈线性关系,来流速度对阴燃最高温度影响不大.同时也模拟了燃料阴燃过程中气体组分(O2、CO、CO2及H2O)的变化.通过改变3个反应指前频率因子发现:增大A2(燃料氧化频率因子)会加速阴燃,增大A1(燃料热解频率因子)和A3(焦炭氧化频率因子)均会减小燃料阴燃传播速度.     

热解炭阴燃特性的实验研究

为了研究热解炭阴燃特性,在自行设计的炭粉阴燃实验台上对玉米秸秆粉热解残炭阴燃特性中的温度、尾气和燃烧速度进行研究.实验结果表明:随着阴燃前锋下移,各温度测点峰值逐渐下降,峰值持续时间增长;在阴燃发生的前11h内,气体产物中C(CO)∶C(CO2)>1;阴燃初期的阴燃速度最快,随后逐渐减慢.     

开敞条件下多孔可燃物阴燃实验研究

与有焰火火灾相比,阴燃及其引起的火灾在实验和理论方面的研究较少,尤其是开敞室内空间全尺寸阴燃实验研究比较缺乏。该文基于ISO9705燃烧室自制的阴燃试验台,开展多孔可燃材料(聚氨酯软泡)阴燃实验,分析聚氨酯软泡在不同的热流强度条件下引燃温度和升温速率的变化规律,得到聚氨酯软泡在开敞条件下阴燃点燃过程中的化学变化过程和临界点燃温度。     

交联粘土对硬质聚氨酯泡沫燃烧性能的影响

采用三种交联黏土分别与膨胀阻燃剂复配对硬质聚氨酯泡沫(RPUF)进行阻燃处理,利用氧指数测定仪和锥形量热仪研究了交联黏土对RPUF阻燃性能的影响,通过热重分析仪研究阻燃RPUF材料的热稳定性及残炭量。分析结果表明,少量交联黏土的添加可以显著提高阻燃RPUF材料的极限氧指数(LOI),热稳定性和残炭量,并且可以降低材料的热释放总量,CO、CO_2气体的排放以及产烟速率。     

纤维质燃料水平填充床反向阴燃传播特性研究

基于两步反应动力学机理(包括燃料热解和燃料的氧化),建立了二维非稳态燃料填充床阴燃的数学模型.该模型既考虑了固相和气相之间的热传递,也考虑到了气体在多孔介质内扩散系数的变化.辐射换热采用扩散近似方式予以表达.数值模拟结果表明:阴燃传播速度随着来流速度的增大而增大,但当来流速度超过0.35 cm/s时,阴燃速度增长幅度大大减小;来流速度对阴燃最高温度影响不大.同时还模拟了燃料阴燃过程中气体组分(O2、CO、CO2及H2O)和固体成分(燃料、焦炭)的变化以及温度分布情况.图8,表2,参12.     

硬质聚氨酯泡沫低温比热容的试验

为了研究过渡型和环境友好型聚氨酯泡沫的低温比热容对低温绝热机构设计的影响,建立了一套绝热量热装置,通过各种措施最大限度地降低了漏热损失,对传统的CFC-11泡沫、过渡型HCFC-141b泡沫及环境友好型HFC-245fa泡沫,在温度为60 K至常温范围内的比热容进行了试验.研究结果表明:不同泡沫的比热容随着温度的上升而上升;同种泡沫,密度增大时,泡沫比热容也随之增加,但在低温区密度的影响程度变小;相同密度下,3种泡沫的比热容由大到小的顺序为HFC-245fa,HCFC-141b,CFC-11;在低温区发泡剂对比热容的影响很小.     

家具用木粉改性聚氨酯仿木材料性能的研究

通过对家具用木粉改性聚氨酯仿木材料的密度、压缩强度、弯曲强度、表面硬度和阻燃等性能的测试,分析了木粉添加量、木粉粒度、材料密度等对聚氨酯仿木材料力学性能的影响。结果表明：随着木粉添加量的增加或木粉粒径的减小,聚氨酯泡沫材料的压缩强度有所提高,而弯曲强度和表面硬度却有所下降;随着聚氨酯泡沫材料密度的增大,其压缩强度、弯曲强度和表面硬度都近乎线性增加;随着复合阻燃剂用量的增加,泡沫材料的氧指数也线性增加。     

二氧化碳—氧气混合喷吹炼钢实验研究

通过采用冶金反应的热力学分析、热平衡计算及热态实验,研究了CO2与O2混合喷吹炼钢工艺.对喷吹过程中金属熔体内的脱碳过程,铁液、炉渣及炉气成分及温度的变化进行了测试及分析.初步分析了CO2与O2混合喷吹炼钢工艺的可行性.根据热平衡计算可以得出,在炼钢过程中喷入一定浓度CO2气体后,同样可脱除钢中的碳,达到冶炼目的.实验证实,在真空电感应炉炼钢过程中,由于电能热量的补充,使得能满足炼钢过程的热量要求,喷入CO2与O2混合气体可以脱除钢中的碳.     

逆向阴燃传播的积分模型

建立了一维逆向受迫条件下的阴燃传播和向有焰火转化的模型．在逆向受迫对流每件下，忽略残碳和氧气的反应，材料阴燃的化学反应采用两步反应模型，使用积分方法求解各个移动区域的质量和能量守恒方程，推导出阴燃传播速度、温度以及氧气浓度分布．结果表明逆向阴燃是氧控制反应，阴燃速度与氧气量供应成正比，氧气在阴燃反应区被完全消耗，阴燃难以转化为有焰火．模型预测的结果与实验数据的比较具有较好的一致性．     

水平碳粒填充床上方气体热辐射对阴燃影响

利用分区法计算了水平碳粒阴燃床上方气体层内的辐射换热。计算结果表明：气体辐射因素对阴燃烧转变成明火的影响较大,尤其对出现明火后的气体温度分布影响很大,而对填充床内的阴燃传播影响较小,因此,当仅考虑填充床内的阴燃传播时可不计填充床上方的气体辐射体因素。     

伴生气管线的清管器优选研究

针对伴生气管线的清管前期准备工作中,清管器选择的恰当与否直接影响清管效果的问题,在介绍了现在常用的3种清管器-橡胶清管球、刚体式皮碗清管器、聚氨酯清管器后,从定性和定量两个方面对清管器的选择进行了研究。定性分析中考虑了运行方向、重量、耐磨性、使用范围和价格等几方面,定量分析采用HYSYS软件对各种清管器在不同清管工况下进行模拟。推荐采用清管球和聚氨酯泡沫清管器组合清管,该方式既可取到良好的清管效果,又可以降低泡沫清管器的磨损,延长其使用寿命,从而提高方案的经济性。     

网状聚氨酯泡沫塑料的制备及应用

介绍了大孔径网状聚氨酯泡沫塑料的制备工艺,着重讨论了多元醇种类及不同用量的催化剂、表面活性剂对泡沫孔径和经络的影响,分析了影响发泡反应的多种因素。实验结果表明:聚酯型网状聚氨酯泡沫塑料的制备工艺条件更容易控制,力学性能优于聚醚型;采用L 580与EL 10或TW 80复合表面活性体系,可制备不同孔径、不同密度、不同粗细经络的网状聚氨酯泡沫塑料;采用A 33与A 22或A 33与有机锡类催化剂配合体系,易于控制反应的平稳进行;在污水处理中,网状聚氨酯泡沫塑料附着的菌体最多,是较佳的污水处理材料。     

炼厂尾气绝热燃烧模型建立和计算

研究了炼厂尾气的燃烧规律,基于对所有可能组成的炼厂气的分析,建立了燃气绝热燃烧过程的数学模型,该模型采用MATLAB编程求解,可用来求解任意组成的燃气的理论火焰温度和热效率,讨论了过量空气系数和燃气中二氧化碳、硫化氢、氢气、烯烃、烷烃等气体的相对组成对理论火焰温度及锅炉热效率的影响。结果显示:过量空气系数和二氧化碳、硫化氢含量是关键影响因素;理论火焰温度和锅炉热效率随过量空气系数的增大而减小;随着CO2相对含量的增大,理论火焰温度和燃烧效率有所降低,CO2含量在20%以上时影响较为明显;H2S含量对排烟温度有较大影响,热效率随排烟温度升高而减小。     

老化对慢回弹聚氨酯泡沫塑料吸声性能影响的研究

对作为吸声材料使用的慢回弹聚氨酯泡沫材料的耐老化性能进行了研究,得出其125℃条件下人工热老化1 h后的吸声性能相当于自然条件下经历1.98d这一比例关系,由此可以根据人工老化数据推算出其自然老化寿命.     

超临界二氧化碳环境下PET聚酯的物理性能分析

 以PET(对苯二甲酸乙二醇酯)为对象,研究了超临界二氧化碳状态下体系温度和压力对原料物理性能的影响.通过TA Universal Analysal 2000热分析仪(DSC)表征样品的玻璃化转变温度(t_g),熔点(t_m)和结晶度;通过自动黏度测定仪表征样品的特征黏度();通过红外光谱仪(FT-IR)分析样品结构变化情况.结果表明,在超临界温度为130 ℃、超临界压力为20 MPa时,样品的t_g、t_m、最低,结晶度从原料的28%降到了23%,能使CO₂最大量地分析扩散进入材料中,最适宜溶胀发泡.红外表征结果表明样品分子结构没有变化,说明超临界CO₂没有与PET发生化学反应,物理参数变化由CO₂扩散进入材料分子链中引起的结晶度的变化而产生.     

三相泡沫阻化特性实验研究

提出了三相泡沫防治煤炭自燃的新技术．利用煤自燃特性实验系统测试研究了三相泡沫处理后煤样的氧化升温速率和CO的释放速率，包括煤样煤质、三相泡沫浓度、浆液农度和颗粒粒度等因素的影响．研究结果表明三相泡沫对煤体的阻化效果显著。能有效地减缓煤的氧化放热速率，抑制煤温度的升高；同时也极大地抑制了CO的释放量．图6，表2。参8．     

木质素废旧聚氨酯制备轻型阻燃保温材料试验

按配比加入酚醛树脂、阻燃剂、发泡剂、乳化剂、碱木质素、液化废旧聚氨酯,制成木质素废旧聚氨酯.试验结果表明:随着固化剂的增加,固化时间缩短,表观密度增加,抗压强度增强,泡沫质量较好;加入次磷酸铝和二乙基次磷酸铝能明显改善酚醛树脂的阻燃性,加入5 g次磷酸铝和二乙基次磷酸铝时效果最好.这种轻型阻燃保温材料具有酚醛树脂泡沫的优点,同时由于添加了木质素提高了阻燃性.采用废旧聚氨酯作为添加成分,可以大大减少生产成本,保护环境,提高了资源的利用率.