高温颗粒引燃转炉煤气的实验研究

为分析转炉煤气显热回收过程中被高温颗粒引燃危险性,自行设计了激光辐射加热氧化铁颗粒引燃转炉煤气实验平台.以转炉煤气/空气混合物压力及温度变化为引燃判据,研究不同初始温度及粒径颗粒引燃混合物的规律.结果表明,转炉煤气/空气混合物存在引燃敏感浓度,当受辐射颗粒粒径相同、初始温度为100℃时混合物敏感浓度比35℃时上升了5%;初始温度为35,100,200℃时,粒径1.5 mm的颗粒引燃温度比0.5 mm的分别下降137.6,145及134.5℃;颗粒粒径为0.5,1.0及1.5 mm时,初始温度为200℃时的引燃温度比35℃时分别下降了19.8,11.6及16.7℃.研究结果对高温转炉煤气进入换热器前设置除尘粒径限制具有参考意义.     

开放与槽内倾斜电缆燃烧温度分布对比研究

为了探究在利用电缆槽敷设聚乙烯电缆时的电缆燃烧规律,设计倾斜电缆槽试验台,开展电缆槽内聚乙烯电缆燃烧火蔓延实验。通过改变外部敷设条件、典型敷设角度和引燃位置,探究在不同条件下电缆火蔓延规律及温度特点,并结合实验结果给出电缆敷设设计安装建议。研究结果表明：在燃烧过程中,槽内敷设电缆燃烧更加稳定;随倾斜角度增大,电缆火焰加速蔓延,峰值温度更早达到;槽内敷设电缆燃烧时会出现分区燃烧和伴随升温现象;槽内敷设电缆逆流火蔓延时,倾角越大,集中燃烧越早出现。     

流化床燃烧黄磷尾气过程中Ca(OH)2的固磷作用

通过流化床预混燃烧黄磷尾气,在燃烧过程中加入氢氧化钙,对黄磷尾气燃烧产生的五氧化二磷进行去除.改变空燃比考察反应温度对去除率的影响,对吸收剂进行XRD,SEM,EDS物相表征和微区元素分析,采用FactSage6.2热力学软件对生成的固体产物进行预测.研究结果表明:流化床预混燃烧黄磷尾气,最高温度1 060℃,在空燃比1.7～4.2的范围内炉内温度能稳定在870℃以上.吸收剂可同五氧化二磷反应,吸收率随温度升高而增加,1 060℃时吸收率为86％,920℃时吸收率为50％,870℃时吸收率为30％;氢氧化钙同五氧化二磷首先形成碱式磷酸钙,之后变为磷酸钙,在高温下磷酸钙转变为焦磷酸钙.固体产物的预测结果与实验结果一致.     

常用PVC桌面装饰材料燃烧热释放速率实验

 火灾中,各类装饰材料成为助燃物引发更大灾情,其燃烧后释放的有毒烟气也是造成人员伤亡的主要原因.本实验基于标准ISO 9705 小尺寸热释放速率实验台,利用耗氧原理分别测量厚度为1、2 和3 mm 的聚氯乙烯(PVC)桌面装饰材料试样的热释放速率,分析燃烧特性.实验结果显示,边长为30 cm 的矩形试样能被2 mL 的正庚烷引燃,燃烧的最高温度大于800℃;不同试样的热释放速率最大值随着厚度的增加而减少,分别为5.82、4.41 和2.83 kW/s,但是热释放速率总值呈递增趋势;随着试样厚度的增加,引燃的时间推迟,即引燃的难度增大;材料燃烧过程中释放大量黑烟和刺鼻的气味.     

环境条件对柴油池火火行为的影响

为了分析不同初始环境条件下柴油池火的火行为,以下衬水垫层、直径D为205 mm的柴油池作为主火源和待引燃火源,通过对火焰温度、热辐射强度和烟气蔓延速度的测试,分析初始环境温度、自然通风和机械通风对柴油池火燃烧特性及安全防火间距的影响。研究结果表明:在自然通风条件下,环境温度越高,柴油池火进入沸溢喷溅阶段越快,辅油盆被引燃的可能性增大。当风速为0.5 m/s时,环境温度为9℃和25℃时柴油池火的安全间距分别应该保持在0.4D和0.6D以上;当风速为1.0 m/s时,两种环境温度下柴油池火的安全间距均应保持在0.8D以上。在所设置的实验条件下,辅油盆被引燃的临界条件是其接收到的辐射热累计达到392.634 k J/m2以上。低风速条件下,环境初始温度越高,柴油池火蔓延的危险性越大;当风速增加到1 m/s时,环境初始温度的影响相对较小,风速对柴油池火蔓延的影响更突出。     

摩擦火花引爆瓦斯时点燃温度特性理论研究

基于国内外有关摩擦火花引燃瓦斯的研究成果,分析因摩擦形成的高温热痕引燃瓦斯机理,假设高温热痕与周边风流和岩壁之间的热交换为具有固定温度边界的半无限大固体的一维瞬态热对流和导热问题,运用燃烧学、传热学理论,详细分析了摩擦机械能引燃瓦斯的机理及其过程,建立了高温热痕与岩壁和风流之间的导热和对流的微分方程,通过拉普拉斯变换,推导出摩擦火花引燃瓦斯的温度阈值.图1,参10.     

多组分重油单液滴着火与燃烧特性

该文研究了3种多组分重油单液滴在高温环境下的着火、微爆和燃尽特性。通过管式炉实验，记录了单液滴重油在着火和燃烧过程中的特征时间和特征直径的变化规律。实验发现重油的着火延迟时间和燃尽时间与组分、温度、初始直径密切相关。由于重油液滴的组分复杂且沸点不同，因此在燃烧过程中发生的膨胀对其燃烧特性有重要影响。热重质谱(thermogravimetric-mass spectrometry, TG-MS)分析的结果可以较好地解释膨胀的频率和幅度。实验结果表明：3种样品的膨胀次数与TG-MS结果中热解峰的数量一致，膨胀幅度与热解峰的高度呈正相关；多组分重油燃烧过程发生了明显的微爆现象。该文定义了液滴燃烧过程中的微爆强度，并发现其与重质组分占比、液滴初始直径和温度呈正相关关系。     

木块在小尺寸轰燃实验中的点燃及预测模型

利用小尺寸轰燃实验台对松木和杉木的点燃性能进行了研究。该实验台能够提供接近实际火灾的燃烧环境，实验具有较好的可重复性。在锥形量热计实验的基础上提出了一种新的材料热辐射引燃判据。采用实验测得的轰燃实验台上层热烟气温度的平均值，结合热辐射引燃判据计算了木材在轰燃实验台中的点燃情况。     

脉冲YAG激光引爆点火药的干涉法实验研究

介绍脉冲YAG激光引爆点火药的实验结果,如点火药在调Q和自由振荡YAG激光脉冲作用下引爆或引燃的阈值。并采用大口径长程F-P干涉仪和外调制的脉冲激光光源及记录装置,获得了点火药爆轰场和燃烧场的干涉图,并定量计算了燃烧的温度分布。     

全尺寸的大客车整车火灾燃烧实验研究

近几年,大客车火灾比例显著增加。由于人员密集,且公众缺乏对于大客车火灾的认知,往往易造成群死群伤。模拟威海"5.9"校车放火案开展大客车整车燃烧实验,以驾驶室内放火的方式引燃整车,观察车辆在燃烧初期时的温度、烟气变化,总结此类火灾的蔓延规律。实验结果表明:车辆引燃后,驾驶室内火势蔓延迅速,车内氧气迅速消耗,产生了大量的CO、氮氧化物和硫化物等有毒气体,车内温度在3min左右时超过1 000℃,车内乘员应在30 s内就近破窗逃生。     

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。     

纳米SiO2固体粒子的制备

目的研究固体纳米SiO2粒子合成的最佳实验条件,为其广泛应用提供廉价易得材料。方法采用Stober法以正硅酸乙酯、浓氨水和无水乙醇为原料,通过改变实验条件,探索制备固体纳米SiO2粒子的最佳条件。利用X射线衍射仪和场发射扫描电子显微镜对其制得产物进行表征,观察纳米SiO2固体粒子的形貌及粒径大小。结果实验结果表明:当正硅酸乙酯用量为3~4mL,浓氨水用量为6mL,反应温度为25℃左右,转速为720~760r/min时,制备出的SiO2固体粒子分散性较好,粒径分布均匀,粒子直径大小在780nm左右。结论固体纳米SiO2粒子是无毒无味的白色粉末状物质,应用范围广泛,本实验为其制备提供了较为理想的工艺条件。     

糠醛渣流化床燃烧过程中床料粘结机理研究

为了研究糠醛渣流化床燃烧过程中床料粘结机理,在小型鼓泡流化床实验装置上,以石英砂作为床料,对糠醛渣在不同温度(750、800、850、900℃)下燃烧过程中床料的粘结现象进行了实验研究并对其机理进行了探讨。实验结果表明:在实验时间范围内(6h),只有900℃工况出现了床料粘结失流现象。通过对实验后的床料和结团分别进行X射线衍射(XRD)和扫描式电子显微镜/射线能谱仪(SEM/EDS)分析表明,不同温度下床料粘结失流特性不同的根本原因在于糠醛渣灰中主要碱金属钾盐存在的形式不同,750℃为KCl,800℃为KCl和K2SO4混合物,800℃以上则为含碱金属钾的复杂硅铝和硅钙化合物,而复杂化合物的熔点在900℃左右。因此,说明含碱金属钾的复杂硅铝和硅钙化合物熔融对糠醛渣流态化燃烧床料粘结失流具有重要作用。实验结果对糠醛渣流化床锅炉燃烧温度的选取具有较重要的参考价值。     

纯氧环境下材料静电放电点燃性实验

某些特殊环境中,织物、毛皮等材料需要在不同压强纯氧条件下使用,纯氧为强氧化剂,静电放电很可能引起材料燃烧,从而对材料使用的安全性造成威胁,甚至造成生命和财产损失.设计制作了一套静电放电点燃性纯氧密封实验装置;在42 kPa,101 kPa和142kPa压强下,采用不同的静电放电模型,对4种材料进行了静电放电引燃性实验,给出了不同压力条件下材料的引燃能量,结果表明,材料在纯氧环境中,随着纯氧压强的升高而越来越容易被点燃,材料的引燃性能与放电速度有关.     

石长沟油页岩燃烧灰分物理特性

油页岩灰分是油页岩综合利用的主要物质之一。对石长沟油页岩进行马弗炉燃烧实验,制备不同燃烧终温(200～800℃)的油页岩灰分;并借助多种实验仪器研究不同温度燃烧下的灰分构成成分、结构特征及微观孔隙演化过程。结果表明：油页岩有机质以脂肪族为主;燃烧过程中,各有机元素(N、S、C、H、O)含量呈现下降趋势,自由水析出,结构水脱离,碳酸盐和脂肪族逐渐分解,在800℃高温时,C完全转化为CO₂逸出;灰分的构成成分主要为二氧化硅和碳酸盐,孔隙以微孔和中孔为主,随着燃烧温度升高,中孔数量增加,比表面积和分形维度先增后减,峰值均在400℃处。研究结果为分析石长沟油页岩不同燃烧温度下灰分的物理状态提供了理论基础,对了解石长沟油页岩的燃烧特性具有一定的借鉴意义。     

低气压环境对固体燃烧特性影响的实验研究

飞机货舱火灾已成为巡航飞机的主要安全威胁之一,它的发生会造成巨大的财产和人员伤亡。该文以航空货运中常见的瓦楞纸箱为对象,在低压舱中开展了不同数量纸箱火(纸箱火可代表A类固体火)实验,测量了燃烧过程中的质量燃烧速率、火焰轴向辐射热通量和火焰温度等特征参量。首先,采用修正的B-number理论,从传热传质角度推导低气压对固体燃烧速率行为的影响规律;其次,分析了不同纸箱放置情况下,火焰辐射热通量和中心线温度分布的变化规律。结果表明:湍流固体火灾燃烧速率的压力表达式为m″∝C_hP~(2/3)+C_rP~(3/2),进而通过实验验证了该表达式,同时给出经验关系式m∝P~(1.3);发现辐射热通量整体上呈先升高后下降趋势,R2的辐射热通量相比其他位置更大;火焰温度最大值为800℃,位于火焰的连续区。该文从理论和实验两方面揭示了不同低压环境下固体燃料的火灾行为特征,为航空火险救援提供依据。     

火烧环境中铜缆线燃烧痕迹宏微观特征

为探究涉铜缆线电气火灾的起火原因,通过设计并开展燃烧实验制备铜缆线燃烧试样,综合采用体视显微镜、扫描电镜对试样燃烧痕迹的宏、微观形态特征进行观察分析,讨论线缆规格尺寸、有无绝缘层以及不同燃烧温度对燃烧痕迹宏观形态和微观组织特征的影响。研究结果表明：对于相同规格的铜缆线,绝缘层材料的存在提高了缆线燃烧温度的极值,但二者的熔断温度相差不大,同时,也降低了缆线燃烧后熔端的集束性;随着缆线截面尺寸的增加,其燃烧过程中达到的温度极值也不断提高,不同规格铜缆线的熔断温度总体上与其截面尺寸成正比;铜缆线在高温作用下易形成熔珠,其直径通常为铜线线径的1-3倍,裸铜缆线形成的熔珠表面较光滑,具有金属光泽,而含绝缘层铜缆线形成的熔珠表面较粗糙,附着聚氯乙烯残留物。本研究可为铜缆线在火场环境中燃烧痕迹的分析及起火原因的判别提供依据。     

定向凝固研究易切削钢中硫化物的生成行为

通过定向凝固实验研究了易切削钢中硫化物的生成过程,并建立了枝晶臂间距、硫化物的平均直径与凝固条件之间的关系.实验结果表明:随着温度梯度和拉速的增大,MnS的平均直径减小,数量增多;定向凝固过程中硫化物的完全析出温度大约在固相线温度下100℃左右,MnS形态的改变,主要受其组成元素的活度影响,即MnS形态的改变受其界面自由能的影响;对定向凝固实验中钢的枝晶臂间距、硫化物的平均直径与凝固条件的关系进行了拟合,拟合结果与前人研究结果相吻合.     

Sm2O3掺杂Ce2O3的加入量对YBa2Cu3O7-δ界面性能的影响

固体氧化物燃料电池(SOFC)具有稳定性高、寿命长、污染低等优点,是二十一世纪的绿色能源之一。当前SOFC阴极通常采用掺杂的ABO3钙钛矿型材料。这类材料在高温下具有较高的导电率和催化活性,但中温化是SOFC的趋势,高温下常用的La(Sr)MnO3阴极材料在中温下性能下降,不能满足中温下电导率的要求。本论文尝试采用柠檬酸燃烧法来制备YBa2Cu3O7-δ,并在YBCO中加入一定量的Sm2O3掺杂的Ce2O3(SDC)作为SOFC的阴极材料,通过对阻抗分析,研究了SDC掺杂量、烧结温度等对该阴极材料性能的影响。实验结果表明:随着SDC的掺杂量x(0≤x≤50%)和烧结温度的升高,阴极材料的界面阻抗减小。在SDC的掺杂量为50%时,且在800℃下烧结得到的烧结体界面阻抗最小,其界面比电阻仅为0.1353ohm/cm2(800℃),这标志着掺杂SDC的YBCO作为中温固体氧化物燃料电池的阴极材料时非常具有发展前景的。     

铝箔在氧气中燃烧实验的探究

本文根据铝箔在氧气中燃烧实验很难成功的现状,分析实验成败的原因,并通过长时间的摸索探究,找到几种可以引燃铝箔的引燃物,并对各种引燃效果进行了对比研究,证明效果很好。