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[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] 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] 中国科学技术大学学报
[作者]
周千军 胡勇 蒋勇
池火是火灾灾害中最常遇到的火焰类型之一，发展油池火的精细化建模有利于液体火灾事故危害性的精准分析及评估。众所周知，热辐射建模是准确模拟各种火灾场景的关键环节。因此，为建立合适的辐射模型，在这项工作中，通过将四个不同的辐射模型耦合到开源火灾模拟代码FDS中，并使用有限体积法求解辐射强度传输方程，对大尺度甲醇池火开展了LES仿真研究。结合NIST的实验数据，对不同辐射模型的影响特性及结果进行了对比分析。关于温度计算，基于WSGG的辐射模型和Cassol的模型表现更好。此外，所有模型都能很好地预测脉动频率。然而，关于辐射热通量的预测，Cassol的两个模型和FDS默认模型的表现优于其他模型，获得每个组分的准确光谱信息数据和确定混合气体的WSGG系数的方法是成功预测火焰辐射的重要因素。
[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] 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] 中国农业科学
[作者]
梅新 木泰华 郭庆
【目的】探讨甘薯果胶构成及乳化特性,为开发和利用薯渣中的果胶资源提供理论依据。【方法】采用酸法从薯渣中制备果胶,咔唑硫酸法测定果胶半乳糖醛酸含量,滴定法测定酯化度,高效液相色谱法测定果胶分子量。在不同果胶浓度(0.5%-4.0%,w/v)和不同油相体积分数(5%-40%,v/v)条件下进行乳化液特性研究。【结果】甘薯果胶半乳糖醛酸含量为73.28%,酯化度31.71%,分子量约为292kD。随着果胶浓度升高,乳化液粒径(d4,3)减小,乳化颗粒吸附果胶比例显著升高,乳化液表观黏度增大,乳化活性(EA)和乳化稳定性(ES)升高(P<0.05)。此外,随着油相体积分数的增加,d4,3增大,EA及乳...
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
朱华诚 胡振启 赵至善 陈诚 赵金龙 杨锐
近年来中国兴建了很多浮顶油品储罐。当浮顶储罐内部液位较低时,罐体内部易积聚蒸汽,火灾风险增大。一旦发生火灾易形成侧壁约束下的油池火,给油品储运安全造成严重威胁。该文采用石英玻璃材质的油盘,开展了不同侧壁高度(油盘侧壁上边缘到油品表面的垂直距离, h=3～50 cm)的正庚烷油池火实验,研究了侧壁高度对灾变过程和关键火灾参数(燃烧速率、火焰高度)的影响。实验结果表明:侧壁高度对整个燃烧过程影响明显,尤其是对初始阶段和稳定阶段。对于初始阶段,低侧壁油池火燃烧速率快速增加,但高侧壁油池火燃烧速率呈现先快速增加随后逐渐减小的趋势,这主要是由于火焰根部不断抬升进而远离油品表面造成的。对于稳定阶段,随侧壁高度的增加,燃烧速率呈现先减小后增大随后再减小的趋势。其中的先减小后增大趋势是由于火焰根部逐渐从油盘外进入油盘内造成的,而随后的再减小趋势主要是由于火焰根部不断抬升造成的。基于高侧壁稳定阶段的火焰形态,可将火焰划分为外部火焰和内部火焰。随侧壁高度的增加,外部火焰高度逐渐降低,内部火焰高度逐渐增加。基于量纲归一化分析,考虑侧壁高度和空气卷吸因素,引入油盘特征直径,建立了不同侧壁高度下的无量纲内部火焰高度模型。该研究结果可增强对不同侧壁高度油池火火焰行为的理解,为储罐区浮顶储罐火灾的定量风险评估提供参考。
[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]
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] 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] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
陈长坤 杜武豪 徐童 石朗
电力电缆在长距离输电过程中常出现高差变化的情况,导致电缆出现折弯。为探究多根紧密并排敷设电缆中部(折弯段)被引燃条件下,电缆折弯角度及其数量对下折弯电缆火蔓延行为的影响,该文以三铝芯交联聚乙烯绝缘电缆为试验对象,开展电缆燃烧试验,测量并分析火焰温度、电缆火蔓延时间、平均火蔓延速率等关键燃烧特征参数。结果表明:电缆根数越多,火焰峰值温度与平均火蔓延速率越大;电缆平均火蔓延速率随折弯角度增加而增大, 5根90°下折弯电缆平均火蔓延速率约为5.4 cm/min,约为水平电缆火蔓延速率的1.9倍。这主要是由于电缆折弯角度越大,电缆“火焰附壁”效应与高温熔滴的流淌作用更加显著,增强了电缆未燃区域所受的热对流和热辐射作用,进而导致电缆平均火蔓延速率增加。
关键词：
电缆火灾 下折弯电缆 折弯角度 火蔓延
[期刊] 南京农业大学学报
[作者]
闫海鹏 吴菊清 李美琳 徐幸莲 周光宏
比较了3种肉(猪肉、牛肉和鸡肉)肌原纤维蛋白的乳化及理化特性的差异。结果表明:在1~8 mg·mL-1的蛋白质质量浓度范围内,3种肉的溶解度和乳化能力随质量浓度的增加而增大,但当质量浓度大于8 mg·mL-1时,两者的变化不显著。随着蛋白质质量浓度的增加,3种肉的黏度显著增大(P
[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] 实验技术与管理
[作者]
吴梁玉 沈超群 陈俊 邓梓龙 刘向东
该文设计的微尺度多相流动与传质可视化实验教学平台,巧妙地结合了PIV技术和纹影技术,并将其应用于微尺度多相流动与传质实验教学,可以很好地实现对微尺度下流体界面附近的流体运动和浓度分布情况的直接观测,并以微尺度液滴蒸发过程和微尺度液滴液-液萃取传质过程为例,对平台性能进行了实验验证。实验结果表明,微尺度多相流动与传质可视化实验教学平台操作简单,实验结果直观准确,既能用示踪粒子的运动来显示肉眼不可见的流体运动,也能通过直观的明暗条纹信息来展示流体内部浓度的分布情况,该教学平台完全能够满足微尺度多相流动与传质实验教学的需求。
[期刊] 自然资源学报
[作者]
郝仕龙 李壁成 于强
论文借助PRA,结合实地测量和GIS,以宁夏南部山区的上黄村为例对小尺度区域的土地利用变化进行了初步研究。重建和恢复了其25年来各时期的土地利用过程,绘制了上黄试区不同时期的土地利用空间变化图,并对其土地利用的数量及空间变化进行了分析。结果表明:在研究期内,从数量上看,耕地和林地变化最为显著,年变化率分别达到了8.0%和9.2%;从空间分布变化来看,主要表现为耕地向林地、草地及园地转变。
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