油品扬沸火灾特征参量实验研究

大型储油罐区内发生扬沸火灾时危害巨大,其危害程度与扬沸火灾时油品的燃烧特征参量有密切的关系.建立了小型扬沸火灾模拟实验台和数据采集系统,对混合原油和混合油品(煤油与机油)两种油品,在不同直径的小尺度油罐内,扬沸发生前后燃烧速率(线性燃烧速率和质量燃烧速率)、热释放速率、火焰温度、火焰热辐射和高度的变化规律进行了实验研究.发现这些特征参量在扬沸前后都发生了突变,其中扬沸阶段的燃烧速度、热释放速率和火焰辐射为平均值的几倍甚至几十倍.在对这些特征参量的突变进行定性和定量分析的基础上对引起突变的原因进行了分析,可为防控全尺度油罐扬沸火灾的危害提供参考依据.     

油品扬沸火灾前兆噪音特性的研究

从时域和频域上分析了油品扬沸火灾前兆燃烧微爆嗓音的特性，并将其与油水层热物理过程进行相关分析，提出了扬沸现象发生的基本条件，说明了利用扬沸前兆噪音监测预报扬沸火灾的理论基础．     

小尺度沸溢油池火灾燃烧速率特性试验研究

使用胜利原油对小尺度沸溢火灾燃烧速率特性进行了试验研究。分别记录了直径为0.1、0.15、0.2 m的原油沸溢油池火灾的燃烧过程,测量了燃烧速率和温度随时间的变化。根据燃烧速率和火焰高度变化对沸溢火灾燃烧进行阶段划分。探讨了不同直径及初始油层厚度对沸溢火灾燃烧速率的影响,在燃烧速率基础上建立沸溢强度模型。结果表明:沸溢火灾燃烧可以分为预燃、准稳态燃烧、沸溢燃烧、火焰熄灭4个典型燃烧阶段;沸溢燃烧阶段的燃烧速率和火焰高度显著大于准稳态燃烧阶段;沸溢火灾各阶段燃烧速率均随油池直径的增大而增大,且沸溢燃烧阶段的增幅明显大于准稳态燃烧阶段的增幅;准稳态燃烧阶段的稳定燃烧速率与初始油层厚度无关,随油池直径的增大而增大;沸溢强度随初始油层厚度的增加及油池直径的减小而增大,并与初始油层厚度和油池直径间的比值成正比。     

原油组分和含水率对热波特性影响的研究

原油组分和含水率是影响原油热波特性的重要因素.本文对此作了初步的理论分析.通过对胜利、大庆、中原原油的燃烧试验研究.测定了原油组分及含水率与热波特性之间的关系.进而得出了热波特性回归方程式.试验结果表明,原油含轻组分越多,热波传播速度越快,稳定高温层温度越低;含水率越高.热波传播速度越慢.稳定高温层温度越高.     

稀预混气体低速过滤燃烧的实验研究

为研究稀预混气体在填充床内的燃烧特性以及燃烧波的传播规律,对小球填充床内温度进行系统测量,研究流速和丙烷/空气的当量比对燃烧波的传播速度和燃烧区域最高温度的影响.结果表明,随着当量比的增大,燃烧波的传播速度减小,燃烧区域最高温度增大;气体入口流速增大导致燃烧波传播速度和燃烧区域最高温度增大.对于丙烷/空气的预混气体,贫可燃极限可以扩展到其当量比为0.15.     

小尺度乳化柴油池火的沸腾燃烧特性实验研究

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。     

多孔介质内稀氢气/空气预混过滤燃烧不稳定性

在不同过滤速度和氢气体积分数试验参数下观测超绝热燃烧波传播过程中火焰面倾斜不稳定性演变过程及热斑组成的胞状结构燃烧波的特点,分析导致过滤燃烧不稳定性发生的动力学因素,确认低速过滤燃烧不稳定性的演变机理及其特点.结果表明:在火焰面有一个初始轻微的倾斜角时,这种倾斜不稳定性演变持续性发展;改变试验工况参数,在燃烧器上游可能会出现胞状结构体燃烧波;在主燃烧波传播过程中,胞状结构燃烧波显著影响着主燃烧波火焰面传播的稳定性并且抑制主波的传播速度;当主燃烧波离开燃烧器后,胞状结构燃烧波随机分布驻定在燃烧器内部.     

多孔介质内气/液燃料过滤燃烧的试验

摘要： 研究了小球自由堆积型多孔介质内丙烷/空气混合气的低速过滤燃烧过程,分析了燃烧室内温度、燃烧波传播速度和排放特性,以及当量比、入口气体速度等参数对过滤燃烧与排放特性的影响;实现了常压下柴油在多孔介质内的预蒸发自维持过滤燃烧,并研究了液体燃料过滤燃烧的温度特性.结果表明：在燃烧的不同阶段,预混合气燃烧波的传播速度与燃烧室内高温区域的范围差别较大;随着当量比增加,燃烧波的平均传播速度降低,燃烧温度升高,排放量增加;随着入口气体速度增大,燃烧波的传播速度增大,排放量降低;液体燃料过滤燃烧的最高温度低于气体燃料的最高温度,且燃烧器的中心温度与壁面温度差异较大.     

高浓度有机污染土壤自燃修复技术的影响因素

自燃修复(self-sustaining treatment for active remediation,STAR)技术是一种新近发展起来的并对修复非水相液体(NAPLs)污染包气带具有较好应用前景的修复方法。该技术与固体物质的阴燃类似,是没有火焰的缓慢燃烧。有机污染物附着在土壤含水层介质固体表面,依靠异相氧化燃烧,产生的热量可以维持污染物的持续燃烧,不需要热量的持续输入。为了探讨高浓度有机污染土壤STAR修复技术的影响因素,缩短煤焦油加热时间,减少二次污染的产生。通过一维模拟柱分别开展了污染物浓度、空气流速、含水率对煤焦油维持阴燃的影响。研究表明:当污染物浓度在80 000～110 000 mg·kg~(-1)时,煤焦油可以维持阴燃;当浓度低于80 000 mg·kg~(-1)时,煤焦油不能维持阴燃;随着煤焦油浓度的增大峰值温度出现所需时间越来越短,平均峰值温度越来越大,平均燃烧传播速度越来越小;空气流速在2～10 cm·s~(-1)范围内时煤焦油均可维持阴燃,且随着空气流速的增大峰值温度出现所需时间越来越短,平均燃烧传播速度与空气流速间近似呈线性增长关系;含水率的增大对煤焦油维持阴燃没有影响,且随着含水率的增大峰值温度出现所需时间越来越长,平均峰值温度和平均燃烧传播速度均有所降低。与污染物浓度和空气流速相比,含水率对加热时间的影响最大。因此,在含水率变化的情况下,应重点关注煤焦油副产物苯、甲苯、二甲苯、萘等有毒有害气体的产生。     

不同口模直径下聚合物熔体流变特性试验研究

采用双料筒毛细管流变仪,研究了口模直径从1.5 mm减小到0.5 mm时聚苯乙烯(PS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚丙烯(PP)和高密度聚乙烯(HDPE)4种聚合物熔体的流变特性,并讨论了在口模直径为0.5 mm条件下温度对熔体剪切粘度、温度和剪切速率对熔体非牛顿指数的影响.试验结果表明,在剪切速率102～104s-1,4种聚合物熔体的剪切粘度均随剪切速率的提高而减小.PS和PMMA熔体的剪切粘度随着口模直径的减小而增大,PP和HDPE熔体的剪切粘度随着口模直径的减小而减小.随着剪切速率的提高,不同口模直径下熔体剪切粘度的差异逐渐缩小.在口模直径为0.5 mm的条件下,4种聚合物熔体的剪切粘度对温度的依赖性符合Arrhenius方程;熔体的非牛顿指数随着温度的升高而增大,随着剪切速率的提高而减小.