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[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
冯瑞 田润和 陈科位 叶君健 张辉
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。
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
贾旭宏 汤婧 马俊豪 田威 张晓宇 代尚沛 丁思婕
室内富氧可满足人们在高高原地区的补氧需求,同时也会带来额外的火灾隐患。该文模拟高高原低压富氧环境,研究低气压下(60.5 kPa)不同氧浓度(21.0%、 27.0%、 33.0%和39.0%)对室内典型织物——纯棉和涤纶燃烧过程的影响,分析了织物火焰形态、点燃时间、质量损失速率、热释放速率和总热释放量等燃烧核心参数的变化。实验结果表明:在低压常氧环境下,纯棉和涤纶的点燃时间分别缩短了3.6%和7.8%,有焰燃烧时间分别增加了46.8%和197.0%,涤纶熔滴燃烧时间增加了3.0倍。随着氧浓度增大, 2种材料的点燃时间、质量损失速率的达峰时间和热释放速率达峰时间均缩短,火焰高度有所增加,质量损失速率峰值和热释放速率峰值均大幅增加。涤纶燃烧效率提高了68.1%,总热释放量增加了1.2倍,且熔滴燃烧时间增加了3.1倍,纯棉燃烧变化则不明显。若以热释放速率峰值作为火灾危险性的判断依据,则织物在气压为60.5 kPa、氧浓度约为30.0%的条件下燃烧与在常压常氧下燃烧发生火灾的危险性相当。
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
贾旭宏 张晓宇 代尚沛 田威 丁思婕 汤婧 朱新华
在低气压环境下进行的航空运输可能发生难以预测的火灾事故。该文在中国四川省广汉市(大气压为96 k Pa)和康定市(大气压为61 k Pa)分别开展了飞机内饰壁板材料低气压火灾行为研究。针对2种飞机内饰壁板材料(玻璃纤维/酚醛树脂夹层板、玻璃纤维/酚醛树脂层压板),修正其受压力影响的燃烧速率模型并研究气压对其产热特性、火焰形状和耐烧穿性能的影响。得出了2种材料的燃烧速率与气压的相关关系式以及基于火灾基底尺寸的燃烧速率压力模型。发现了低气压环境比常压环境下,玻璃纤维/酚醛树脂夹芯板、玻璃纤维/酚醛树脂层压板的热释放速率峰值分别降低了40.97%和43.85%,热释放总量分别降低了14.20%和24.71%,火焰高度分别降低了10.9%和11.6%。此外,对2种材料的耐烧穿性能研究发现,低气压下夹芯板材料更加耐烧,而层压板材料的耐烧穿性能几乎不受气压影响。
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
胡洁 张清元 王晓天 赵金龙 黄弘
液体燃料火灾是高原地区常见的事故类型之一,对高原地区的液体燃料储运安全造成了严重威胁。该文通过开展低气压条件下不同油池直径(燃烧尺度)的航空煤油池火实验,探究了全过程的燃烧行为,分析了燃烧速率、火焰高度、火焰辐射占比随燃烧尺度的变化规律。研究表明:相同直径的油池中,处于低气压条件下的航空煤油在稳定燃烧阶段的燃烧速率低于常压条件下的(前者约为后者的0.58),且火焰与油品表面之间的辐射和对流反馈低于常压下的值,并由此推导出了燃烧速率计算模型。由于空气密度的降低,低气压条件下的火焰高度高于常压下的,基于火焰卷吸理论建立了低气压条件下航空煤油无量纲火焰高度预测模型。火焰辐射占比随油池直径的增加缓慢降低,且相同直径的油池中低气压条件下的辐射占比低于常压条件下的,这主要是因为燃烧时碳烟颗粒的减少。研究结果丰富了低气压条件下大尺度航空煤油油池火实验数据,对于保障高原地区航空用油安全具有实际意义。
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
金明 陆羽笛 李原森 柳伟杰 葛冰 臧述升
通过高频粒子图像测速法(particle image velocimetry, PIV)及高速相机、压力传感器、光电倍增管等,研究中心分级燃烧器流-热-声动态特性,揭示了中心分级燃烧器单级旋流和中心分级火焰的流动及热声稳定性的变化规律。结果表明:主燃级为旋流火焰时,预燃级的旋流空气会破坏流场中的回流区,加剧主燃级火焰的不稳定性,而预燃级为旋流火焰时可将主燃级火焰的脉动压力幅值降低76.8%;燃烧热负荷增大导致气流加速膨胀,诱发射流剪切层产生更高强度的旋涡,预燃级与主燃级火焰相互干涉可加速旋涡的耗散,改变了旋涡的脱落频率;与单级旋流火焰相比,主燃级和预燃级火焰干涉区的火焰脉动最剧烈,且主燃级射流外剪切层的大尺度旋涡加剧了主燃级火焰的脉动。
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
崔文彬 乔启宇 牛树奎 李慧清
通过两次地表火模拟实验，测量了地表火的主要燃烧参数，包括火蔓延速度、火焰高度、火墙厚度以及地表火火头前方的风速和温度，并计算得出对应的火线火强度．通过相关分析和回归分析，得出了以下结论：在火头前方空气中某点温度主要取决火强度和该点与火头的距离；离火头较近时辐射起决定性作用，在离火头距离小于２５ｍ以后，随着火头的接近，火头前方的风速有增大的趋势；对于９００ｋＷ·ｍ－１左右的中能量地表火，火头卷吸作用的范围大于６．５ｍ．定性地说，蔓延速度快，火墙厚度就增大．
关键词：
地表火,火强度,温度,风速,油松
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
胡皓玮 祁桢尧 时敬军 纪杰
木材因其优异的隔热性能、力学强度和观赏价值而被广泛应用于建材、家具和工艺品中。作为一种可燃材料，木材的燃烧过程会经历热解、点燃、炭化与开裂。目前对于木材燃烧特性的研究，样本通常选用均质的人造板材或避开缺陷的原木。但实际情况下，不同树种结构各异，制备而成的原木板表面的纹理分布不均匀，同时原木中还存在木节等结构缺陷，这些因素都可能影响原木板材的燃烧过程。该文在火焰蔓延量热仪下开展小尺寸原木板材燃烧实验，使用3种树种(辐射松、白松、杉木)的原木，比较了不同外部辐射热流下原木的燃烧特性，获得了不同树种的典型燃烧行为、热释放速率曲线和点燃特性。结果表明，不同树种、不同纹理、结构缺陷(木节)会影响原木的燃烧行为。随着外部辐射热流的增加，原木的点燃时间缩短，热释放速率峰值增加。在该文实验工况范围内，外部辐射热流15 kW/m~2时原木点燃时间的重复性差异最大约35%,高于均质人造板材，体现了原木结构非均质性对其燃烧特性的影响，但这一差异随外部辐射热流的增加而减小。对于同一树种，疏、密纹理样本的燃烧特性存在差异，辐射松疏、密纹理原木点燃时间差值最大可达500 s以上，且平行于纹理方向上的炭化速率高于垂直于纹理方向上的。杉木中含有大量木节，低外部辐射热流条件下木节的存在会导致点燃时间缩短、热释放速率峰值增加。
关键词：
木材燃烧 原木 纹理 木节 炭化
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
杨慎林 普方 李满厚 王昌建
使用乳化柴油是实现发动机节油减排的重要方式,而含水率是影响乳化柴油燃烧效率的关键因素。为了预防乳化柴油泄漏火灾并减少人员伤亡和财产损失,该文采用直径为150 mm的不锈钢油盘,实验研究了含水率分为0%、5%、10%、15%和20%的油包水(W/O)型乳化柴油池火的燃烧和沸腾特性。根据燃烧速率和火焰高度的变化情况,将乳化柴油燃烧过程划分为初始增长阶段、沸腾燃烧阶段、脉动阶段、稳定燃烧阶段和熄灭阶段,其中前3个阶段的燃烧有水参与,而后2个阶段的燃烧特性与0#柴油池火的稳定燃烧阶段和熄灭阶段基本一致。随着含水率的增加,沸腾燃烧阶段和脉动阶段的时间呈“增加—稳定—增加”的趋势,而稳定燃烧阶段的时间呈“减少—稳定—减少”的趋势。乳化柴油池火燃烧过程出现了沸腾燃烧并导致火焰高度下降现象。该研究有助于乳化柴油泄漏火灾的风险评估。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
齐放 胡洋洋 周旋 许沧粟
结合动力工程专业本科生实验教学中现有的台架实验只能进行产品发动机的动力性、经济性、常规排放物的测试实验教学,缺少对燃料及代用燃料在发动机中燃用时的基本燃烧特性参数测试的实验装置与设备,开发了高速纹影法记录定容燃烧弹内球形膨胀火焰的测试系统,研究其层流火焰燃烧速度等特性参数。用乙醇开展了实验教学,获得其基本层流火焰特性参数,极大地激发了学生对燃烧研究的兴趣。
关键词：
动力实验 层流燃烧 定容燃烧弹
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
李晖 李款 沈子靖 艾德生
高校实验室自制气体燃烧装置存在较高风险。该文首先介绍了计算可燃混合气爆炸极限、绘制燃烧三元相图两种方法，用于判断常压室温条件下混合气体燃爆特性。然后以常压燃烧器和爆燃/爆轰装置为例研究爆炸风险，分析了装置冲击部位异常温升的关键因素，给出了负压状态下预混可燃气发生绝热压缩导致爆炸的计算实例。最后，基于本质安全，从实验方案安全技术要点、实验装置设计制造安全要求、实验室环境安全提升、个人防护用品配置四方面提出爆炸防控措施。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
路广军
该文设计了一种煤与生物质混合燃烧性能、燃烧效率研究实验。该实验涉及煤与生物质混合样品制备、混合样品燃烧过程参数采集和气体产物检测等方面。以典型无烟煤和玉米秆为原料,采用同步热分析与气体质谱仪联用方法分析混合燃料在燃烧过程中质量、热量及烟气变化情况。结果表明,在混合燃烧过程中,玉米秆可以改善无烟煤的燃烧性能,并提高无烟煤燃烧效率。通过该实验,使学生了解研究含碳固体燃料燃烧基本方法,培养学生对一次能源高效利用的创新能力。
关键词：
无烟煤 玉米秆 燃烧特性 燃烧效率
[期刊] 林业科学
[作者]
周平 李吉跃 杨庆理
固体水是一种集微生物、化学技术为一体的生态环保产品。当固体水与植物根系接触 ,在土壤微生物的作用下 ,逐渐降解释水 ,被植物根系吸收 ,可长期地为植物生长提供水分。本文以油松和侧柏为供试树种 ,研究了固体水的释水规律及影响固体水释放的因素 ,得出了固体水的释水总量、释水速率、日释水高度及固体水的释水量与其接触土壤面积的关系。
关键词：
固体水 释水特性 抗旱性
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
黄慧艳 刘波 余洪波 张晓昱
研究了固体发酵体系中选择性降解白腐菌株Echinodontium spp.在杉木(裸子植物)、毛竹(单子叶植物)和垂柳(双子叶植物)木质纤维素基质上木质素降解酶系、纤维素降解酶系的产生特性。结果表明:基质种类对白腐菌的纤维素酶产生特性没有较大影响;而木质素降解酶均呈现出培养前期高于后期的现象,且不同基质中酶活力水平差异明显,杉木基质上的酶活力水平明显低于毛竹和垂柳基质中的状况。木质素降解酶系的活力水平与木质素降解速率的变化趋势一致,但纤维素酶系的活力水平和纤维素降解速率之间并未呈现必然关联。木质素酶系对底物基质的有效降解,可能有利于纤维素酶在木质纤维素复合物体系中的渗透,从而增效纤维素的酶解。
[期刊] 资源科学
[作者]
晋秀龙 陆林
随着旅游产业规模的不断扩大,旅游者人数和旅游活动范围也不断扩展,旅游活动产生的固体废弃物对风景区环境影响越来越大,日益受到关注,相关研究越来越多。在九华山风景区选择6条主要游道,设置了21条调查样带,每条样带由近游道向远离游道的方向依次选取4个连续样方,每个样方面积设置为1m×1m。调查统计每个样方的固体废弃物种类和数量,运用SPSS13进行统计和相关性分析等方法,从固体废弃物的种类、空间分布和游客数量的相关性等方面分析九华山风景区固体废弃物的影响。结果表明:有固体废弃物的样方占所有调查样方的73.8%,废弃物数量为440件,种类达38种;固体废弃物的种类、数量与游客量呈不显著正相关。并针对九...
关键词：
固体废弃物 线性游道 九华山风景区
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
王勇 邹献武 秦特夫
对木质生物质醇液化产物重质油进行了理化性质表征、元素分析、热值测定、分子量分布研究及红外光谱分析。结果表明,醇解重质油主要来源于生物质中木质素的降解,是含有羟基、甲氧基、羰基、醚键等多种含氧官能团的芳烃或酚类化合物。重质油常温下是沥青状粘稠固体,其峰位分子量包括2 805和242两个部分。重质油的热值为36MJ/kg,是快速热解油的2倍。此外,重质油中氧、氮、硫总杂原子含量远低于快速热解油品,而且重质油含水率低,酸值远小于快速热解油,因而更利于作为燃料使用。而对重质油的热重分析结果表明,重质油燃烧过程基本可以分为4个阶段,依次为重质油中小分子组分的挥发(室温～130℃),易挥发物组分的着火燃烧...
关键词：
生物质液化 重质油 理化性能 燃烧动力学
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