低压环境下航空电缆材料燃烧特性的研究

在高高原实验室(61 kPa、4 290 m)和广汉实验室(96 kPa、520 m),分别开展常低压条件下FXL型航空电缆的对比燃烧实验。通过热辐射加热箱、烟密度及成分测试仪和氧指数仪等设备,测量点燃时间、烟密度、质量损失速率和CO、CO2及O2等浓度变化。实验结果表明:在96 kPa和61 kPa两种实验环境下,低压下最小点燃时间及温度的数值更大,两者的温度和时间差分别为15℃和4.8 s;烟密度曲线快速升高后趋于平衡,61 kPa条件下的发烟量小于96 kPa;O2体积浓度随着加热时间先下降后升高,而CO2的变化趋势相反。在61 kPa条件下,CO曲线会出现双峰现象且更明显;随着氧浓度增加,质量损失速率加快且呈线性关系;压力因素对燃烧影响减弱且燃烧持续时间差值变小。研究结果揭示了低压环境对航空电缆的燃烧影响,为增强航空安全提供参考。     

低压环境下泡沫灭火剂热稳定性研究

由泡沫生成系统、发泡倍数测定系统、泡沫热稳定性测试系统组成实验装置,使用气体检测仪监测封闭油面上方可燃气体浓度,测定两种不同类型的泡沫在低压环境下变温油面上的失效时间,研究泡沫的热稳定性。改变单一参数开展实验,探索固定温度条件下发泡倍数对两种不同类型泡沫热稳定性的影响、固定发泡倍数条件下油温对两种不同类型泡沫热稳定性的影响,研究泡沫热稳定性受泡沫发泡倍数和油温影响的规律。结果表明:在60 kPa的低压环境下,加热板温度相同时,随着泡沫灭火剂发泡倍数增大,泡沫破碎时间由长到短依次为:6、9、12倍;泡沫灭火剂发泡倍数相同时,随着加热板温度增大,泡沫破碎时间由长到短依次为:40、60、80、100、120℃。     

低压环境下飞机机舱内织物的燃烧特性

在康定机场和四川省广汉市进行对比燃烧试验,测量飞机机舱内织物的燃烧时间、燃烧长度及质量损失率。结果表明:在低压条件下,织物燃烧速率降低,且开始燃烧所需的体积氧浓度比常压高8%;同一体积氧浓度下或者燃烧同一时间时,低压下质量损失率小于常压;燃烧同一长度,低压下质量损失率大于常压。研究成果可为低压环境下的飞机舱内火灾预防和早期探测提供理论依据。     

单、双喷头细水雾对正庚烷池火灾的抑制作用

为了研究单、双喷头细水雾抑灭正庚烷池火灾的效能和机理,在半体积飞机模拟货舱中开展了单、双喷头细水雾雾滴粒径测试和抑灭20 cm 正庚烷池火灾的实验研究。结果表明,双喷头细水雾协同工作会导致雾滴之间相互碰撞发生二次破碎,有助于雾化效果的提升。通过对燃料表面温度、火焰区平均温度和舱内氧气浓度的测量和计算,对比分析了单、双喷头细水雾抑灭火的主导机理。结果表明,单喷头细水雾灭火的平均时间为283.14 s,耗水量约为3.54 L,燃料表面冷却是其抑灭火的主导机理。双喷头细水雾灭火的平均时间为212.22 s,耗水量约为5.31L,火焰冷却是其抑灭火的主导机理。     

低气压环境下飞机货舱轰燃规律的实验研究

为研究低气压环境下飞机货舱火灾发展至轰燃的内在规律,利用1/4体积标准飞机货舱在海拔4 260 m、气压60 kPa的环境下开展了一系列火灾轰燃实验。选择航空煤油作为主燃料,以单壁瓦楞纸箱被引燃作为轰燃发生的判据,研究低气压环境下不同火源尺寸对轰燃的影响。通过对飞机货舱内热烟气层平均温度、地板所受辐射热通量、燃料热释放速率和烟气体积分数的测量和分析,探讨低气压环境下轰燃发生的临界条件和表现形式。结果表明,火源尺寸的增大提高了轰燃发生的可能性和轰燃的剧烈程度,在达到引发轰燃所需的临界火源尺寸后,继续增大火源尺寸会使轰燃发生的时间提前;60 kPa压力环境下飞机货舱轰燃所需的临界条件为：上部热烟气层平均温度达到553.5 ℃,地板所受辐射热通量达到19.85 kW/m2。     

高高原火行为研究进展

结合我国高高原社会经济发展所面临的消防安全问题,在全面总结国内外高高原地区木垛火、标准油池火、柴汽煤油火以及高高原建筑火灾等研究进展的基础上,进一步提出推动高高原火行为研究的方向和建议,如尝试多元化实验地点、条件、材料研究;开展火灾建模研究;推进高高原火灾防控标准研究等。     

高高原环境下锂离子电池热失控烟气特性

为探究高高原机场低压低氧环境对锂离子电池热失控行为中喷射火焰温度、热释放速率及烟气组分等参数的影响，构建锂离子电池低压试验平台，以4节单体18650型锂离子电池构成电池组，分别模拟高高原机场（50 kPa）、平原机场环境（90 kPa）下锂离子电池热失控试验。结果表明：在50 kPa工况下，池体破损程度、热释放速率及喷射火焰温度均有所下降，喷射火焰峰值温度降低约241.3 ℃。50 kPa工况下产生的热解烟气中C_xH_y、CO等易燃气体浓度更高，最高体积分数分别可达3 134.50×10^-6和0.860%，并且随热释放速率的增加热增加；在90 kPa工况下呈现相反趋势，C_xH_y、CO气体浓度均有所下降，且随热释放速率的增加热降低。90 kPa工况下电池燃爆更为剧烈，作为物质完全燃烧的证明，CO₂气体浓度高于50 kPa工况下试验值，最高体积分数可达1.510 7%。     

泡沫枪管径对泡沫发泡性能影响的试验研究

基于国家标准的传统自吸式泡沫枪,设计了不同尺寸的泡沫枪喷嘴,并从泡沫枪喷嘴直径尺寸、泡沫的接收距离等角度分析水成膜泡沫灭火剂的发泡倍数以及25%析液时间的变化规律。实验结果表明,在一定范围内,随着泡沫枪管径的增加,发泡倍数和25%析液时间均呈现出先增加后趋于稳定的规律;在一定距离范围内接收泡沫时,随着接收距离的增加,发泡倍数与25%析液时间呈现变大的趋势,但变化幅度不是很大。     

热处理对锂离子电池热失控特性的影响研究

为了探究外部高温对不同荷电状态锂离子电池热失控特性的影响,将三种荷电状态的18650 型锂离子电池分别热处理至80、100 ℃,在常温下静置24 h 后通过热流道加热线圈使其热失控并分析电池的温度、电压等特征参数。研究表明,同一热处理温度下,锂离子电池荷电状态越高其热失控现象越剧烈,热失控温度越高,电压下降时间越早。同一荷电状态下,热处理至80 ℃的锂离子电池热失控现象更剧烈,热失控温度更高,电压下降时间却更晚。试验结论可为锂离子电池的安全运输、存储及应用提供理论依据。     

基于变压环境的21700型锂电池热危险性分析

为研究新型多用途21700锂离子电池在航空运输过程中可能出现的热安全问题,设计并搭建了锂电池热危险性实验室平台.分别在常压开放与密闭空间,多梯度低压条件下,使用外部热源接触加热的方式触发锂离子电池热失控,并进行实验研究.结果 表明:相较于常压开放环境,低压封闭环境下锂电池燃爆的触发时间将延长,热失控达到的顶点温度更低,但散热性能减弱,锂电池的高温危险性持续时间较长;此外,在较高环境压力下锂电池热失控燃爆更剧烈,产生的燃爆冲击压力更大;环境压力的下降将导致锂电池电解液不充分燃烧反应,会生成更高浓度的可燃性气体和有毒有害性气体,但过低环境压力下较低的氧浓度又会缩短燃烧持续时间,使释放的气体浓度小幅降低.