典型水成膜泡沫灭火剂流变性研究

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作者 张佳庆 尚峰举 +2 位作者 黄杰 张含灵 盛友杰 《材料导报》 北大核心 2025年第5期277-282,共6页

水成膜泡沫(Aqueous film-forming foam,AFFF)灭火剂是公认扑救大规模油类火灾最有效的灭火介质,流变性对AFFF的应用有重大影响。为探究AFFF的流变性,研究了四种商用AFFF原液(两种普通3%AFFF和6%AFFF,两种抗溶型3%AR-AFFF和6%AR-AFFF)... 水成膜泡沫(Aqueous film-forming foam,AFFF)灭火剂是公认扑救大规模油类火灾最有效的灭火介质,流变性对AFFF的应用有重大影响。为探究AFFF的流变性,研究了四种商用AFFF原液(两种普通3%AFFF和6%AFFF,两种抗溶型3%AR-AFFF和6%AR-AFFF)及不同温度下泡沫的流动行为和粘弹性。结果表明,四种AFFF原液都具有明显的剪切稀化行为,AFFF原液的流动曲线与Cross模型一致。两种AR-AFFF原液均呈现粘弹性固体特征,具有较高的屈服极限,而两种普通AFFF原液呈现粘弹性流体特征。四种泡沫也都呈现出剪切稀化行为,流动曲线符合HerschelBulkley模型。四种泡沫均呈现粘弹性流体特征,损耗模量(G″)总是大于储能模量(G′)。四种泡沫的剪切应力、表观黏度、G′和G″等参数均随着温度的升高而逐渐降低,对温度有明显的依赖性。AFFF流变性的差异主要取决于构成组分(表面活性剂与多糖聚合物)。研究结果有望促进新型AFFF在火灾中的高效应用。 展开更多

关键词 水成膜泡沫 泡沫 流动行为 粘弹性 本构方程

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林区架空配电线路诱发森林火灾风险评估 被引量：7

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作者 戚振彪 郭晓雪 +2 位作者 寿宇铭 张佳庆 章彬彬 《消防科学与技术》 CAS 北大核心 2023年第6期833-838,共6页

林区架空配电线路存在诱发森林火灾的隐患,且火灾后果严重,为此提出了林区10 kV架空配电线路诱发森林火灾风险评估方法。该方法首先建立林区10 kV架空配电线路诱发森林火灾风险评估指标体系并确定指标权重;基于重视低得分评估单元影响... 林区架空配电线路存在诱发森林火灾的隐患,且火灾后果严重,为此提出了林区10 kV架空配电线路诱发森林火灾风险评估方法。该方法首先建立林区10 kV架空配电线路诱发森林火灾风险评估指标体系并确定指标权重;基于重视低得分评估单元影响的惩罚性变权确定火灾发生可能性指标得分系数;火灾后果严重性采用模糊综合评价法得到后果等级的隶属度;最后通过火灾风险图获得评估结果。以10 kV棠溪113线为例开展评估,该线路火灾发生可能性较高,得分为69.805分;火灾后果等级为轻微、一般、中等、严重和灾难性的隶属度分别是65.8%、8.1%、12.3%、2%和11.8%;绘制火灾风险图,该线路的低、中、高风险隶属度分别为65.8%、22.4%和11.8%。对未满分指标进行关键性分析确定有效整改措施,包括保证配电线路与树障的垂直和水平距离达标、将电线电缆更换成绝缘导线等。 展开更多

关键词 风险评估 森林火灾 模糊综合评价法 惩罚性变权

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低温型锂离子电池中的非水电解质研究进展 被引量：1

3

作者 李昌豪 汪书苹 +3 位作者 杨献坤 曾子琪 周昕玥 谢佳 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第7期2286-2299,共14页

锂离子电池已在移动设备、电动交通工具和储能系统等领域得到广泛应用。开发能够在低温条件下稳定工作的锂离子电池,可满足科学探索与军事战略地位的高寒地区、两极地区,以及高空和近太空等区域对能量储存及释放的需求。电解液作为锂离... 锂离子电池已在移动设备、电动交通工具和储能系统等领域得到广泛应用。开发能够在低温条件下稳定工作的锂离子电池,可满足科学探索与军事战略地位的高寒地区、两极地区,以及高空和近太空等区域对能量储存及释放的需求。电解液作为锂离子电池中一个重要组成部分,对低温下锂离子电池的性能表现起着决定性的作用。传统碳酸酯电解液的高熔点以及低温下的离子传输速度缓慢的特性,会导致寒冷环境下电池输出功率的下降甚至电池失效。引入低熔点组分溶剂,降低碳酸乙烯酯溶剂在电解液中的比例或者设计无碳酸乙烯酯电解液,可以有效改善电解液的液程范围和离子导电能力,从而减小电池极化,提升锂离子电池的低温性能。本文首先从电解液的角度阐述了LIBs在低温下的失效原因和析锂机制。在此基础上,探讨了近五年来关于低温电解液设计的研究成果和改性策略,包括溶剂分子、锂盐和成膜添加剂的选择等。此外,介绍了近年来提出的高熵电解液、稀释高浓电解液和弱溶剂化电解液等新型电解液设计策略。最后,总结了低温电解液设计策略的优缺点、科学挑战,并就该领域的现状提出了未来可能的发展方向。 展开更多

关键词 锂离子电池 电解液 低温 有机溶剂

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气源及纳米颗粒对氟碳-碳氢表面活性剂泡沫性能影响研究

4

作者 尚峰举 张佳庆 +1 位作者 李开源 李耀强 《消防科学与技术》 CAS 北大核心 2024年第4期433-438,共6页

以双子短链氟碳表面活性剂(Gemini)和两性碳氢表面活性剂(LAMC)为核心组分制备了环保型泡沫分散体。研究了纳米SiO_(2)颗粒和压缩气源种类对泡沫分散体起泡性、稳定性及铺展特性的影响。结果表明,纳米SiO_(2)颗粒与短链氟碳表面活性剂... 以双子短链氟碳表面活性剂(Gemini)和两性碳氢表面活性剂(LAMC)为核心组分制备了环保型泡沫分散体。研究了纳米SiO_(2)颗粒和压缩气源种类对泡沫分散体起泡性、稳定性及铺展特性的影响。结果表明,纳米SiO_(2)颗粒与短链氟碳表面活性剂存在分子间相互作用,在试验范围内,与压缩空气相比,未添加纳米SiO_(2)颗粒的压缩氮气泡沫高度提升约5.8%,添加浓度为3%的纳米SiO_(2)颗粒后分散体发泡性能略微下降。随着纳米SiO_(2)颗粒的加入,泡沫的稳定性显著增加,氮气泡沫稳定性比空气泡沫提升约5%。纳米SiO_(2)颗粒形成网状结构聚集体堵塞在Plateau边界中,有效延缓泡沫析液和粗化,从而增强泡沫的稳定性。由于氮气和空气自身密度及对泡沫液膜渗透性的不同,压缩空气泡沫在油面上的平均铺展速率较压缩氮气泡沫提升2.6%。研究结果能够为纳米SiO_(2)颗粒在环保型泡沫灭火剂的研发和灭火应用方面提供理论指导。 展开更多

关键词 短链氟碳表面活性剂 碳氢表面活性剂 纳米SiO_(2)颗粒 压缩气源 泡沫性能

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不同弯管角度和入口速度下管道内压缩空气泡沫流动研究 被引量：2

5

作者 谭甜甜 张佳庆 +1 位作者 吴革新 李博 《消防科学与技术》 CAS 北大核心 2023年第11期1555-1561,共7页

理解和预测管道内压缩空气泡沫流体的流动规律,有利于消防工作者根据火灾类型和规模铺设合适的管路以及选用合理的泡沫流体。本文采用CFD仿真模拟分析了不同弯管角度和泡沫流体入口速度对管道内压缩空气泡沫流动行为的影响。研究发现,... 理解和预测管道内压缩空气泡沫流体的流动规律,有利于消防工作者根据火灾类型和规模铺设合适的管路以及选用合理的泡沫流体。本文采用CFD仿真模拟分析了不同弯管角度和泡沫流体入口速度对管道内压缩空气泡沫流动行为的影响。研究发现,随着弯管角度的增加,出口段的内壁流速呈现3种变化现象:涡旋和回流现象、回流现象、近似直管流动现象。随着弯管角度增大,弯头转折点的泡沫流体平均速度逐渐增大。由于离心作用,更多的泡沫流体被挤压加速,导致泡沫流体在弯头处的平均速度均大于入口流速,并且在弯管角度θ≥120°时,由于低速区的消失,2种泡沫入口流速下均出现平均速度增长率相对更大的现象。发现泡沫流经弯管时,动力黏度呈现非单调演化趋势。当泡沫流经弯头时,由于弯头的阻碍作用,使流速降低,出现低黏度区间,导致局部黏度下降至2 kg/(m·s)以内(约为稳定段黏度的1/3)。 展开更多

关键词 压缩空气泡沫 消防灭火 Fluent数值模拟 弯管角度 入口速度 黏度

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超细干粉灭火装置在油浸变压器的应用可行性研究 被引量：3

6

作者 张佳庆 罗沙 +1 位作者 洪清泉 陈涛 《消防科学与技术》 CAS 北大核心 2022年第1期95-100,共6页

通过系列1 m^(2)变压器油火灾灭火实验,研究超细干粉灭火装置对变压器油火灾灭火的有效性,分析超细干粉灭火装置用于油浸变压器的技术可行性。结果表明,4 kg悬挂式超细干粉灭火装置可快速有效扑灭基础油温不超过155℃、预燃时间不超过5 ... 通过系列1 m^(2)变压器油火灾灭火实验,研究超细干粉灭火装置对变压器油火灾灭火的有效性,分析超细干粉灭火装置用于油浸变压器的技术可行性。结果表明,4 kg悬挂式超细干粉灭火装置可快速有效扑灭基础油温不超过155℃、预燃时间不超过5 min的1 m^(2)变压器油初起火灾,使之不发生复燃;燃烧时间显著影响变压器油是否发生复燃,当预燃时间超过10 min时,变压器油火被超细干粉熄灭后仍会发生复燃;超细干粉灭火装置用于扑救油浸变压器初期火灾具有技术可行性,实际工程中建议装置喷射口到变压器重点部位的距离取1.7~2.0 m。 展开更多

关键词 超细干粉 灭火装置 油浸变压器 火灾

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换流变新型降噪板熔断性能及灭火试验研究 被引量：3

7

作者 张佳庆 尚峰举 +3 位作者 黄勇 聂京凯 李国辉 谭静 《消防科学与技术》 CAS 北大核心 2021年第11期1583-1588,共6页

针对换流变压器现有Box-in降噪结构对外部灭火救援有阻碍、遮挡作用,严重影响外部消防有效灭火的难题,通过试验研究换流变新型降噪板熔断脱落行为及其灭火过程,分析新型降噪板熔断过程对灭火效果的影响和高温热油火对Box-in内部固定消... 针对换流变压器现有Box-in降噪结构对外部灭火救援有阻碍、遮挡作用,严重影响外部消防有效灭火的难题,通过试验研究换流变新型降噪板熔断脱落行为及其灭火过程,分析新型降噪板熔断过程对灭火效果的影响和高温热油火对Box-in内部固定消防系统管路的影响。试验结果表明,两种新型降噪板在火灾中能够熔断并掉落,为Box-in降噪装置外部的消防操作提供有利条件,但其灭火难度仍明显大于无遮挡火的情形,而且火灾过程的高温会导致固定消防支管明显改变方向,使覆盖目标错位,无法包络目标部位。 展开更多

关键词 熔断性能 灭火 降噪板 换流站

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防火泥耐火模拟试验前后性能变化研究

8

作者 张佳庆 袁建国 +1 位作者 姬军 黄玉彪 《消防科学与技术》 CAS 北大核心 2023年第3期379-383,共5页

研究典型弹性防火封堵材料防火泥在火灾前后的性能变化,针对换流站中可能出现的标准、电力及碳氢火灾情况,研究其对防火泥的燃烧质量、背火面温度和理化性能的影响,其中理化性能重点关注密度、腐蚀性、耐水性、耐酸性、耐碱性、耐油性... 研究典型弹性防火封堵材料防火泥在火灾前后的性能变化,针对换流站中可能出现的标准、电力及碳氢火灾情况,研究其对防火泥的燃烧质量、背火面温度和理化性能的影响,其中理化性能重点关注密度、腐蚀性、耐水性、耐酸性、耐碱性、耐油性、耐湿热性和耐冻融循环性的变化。结果表明:3种火灾升温情况下,防火泥的失重峰值出现在20~35 min,火灾升温60 min造成防火泥近50%的质量损失。防火泥具有优异的耐火性能,能有效阻止火焰和热量的传递,经3种火灾升温后背火面的温度远低于阈值180℃。将火灾后的防火泥二次升温监测背火面温度变化,结果依然远低于阈值180℃,即火灾后的防火泥二次重复使用依然可以保持优异的耐火性能。火灾升温对防火泥的密度、耐酸性及耐冻融循环性造成影响,但对腐蚀性、耐水性、耐碱性、耐油性和耐湿热性影响不大。 展开更多

关键词 防火泥 火灾升温 燃烧 质量损失 理化性能

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乙基膦酸二乙酯基阻燃宽温域电解液在锂离子电池中的应用

9

作者 汪书苹 杨献坤 +3 位作者 李昌豪 曾子琪 程宜风 谢佳 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第7期2161-2170,共10页

锂离子电池(lithium-ion batteries,LIBs)在电动汽车和电化学储能等领域有着广泛的应用。然而,商用碳酸酯电解液的低闪点和易燃烧给LIBs的应用拓展带来了安全隐患。通过引入低成本、不可燃的乙基膦酸二乙酯(diethyl ethylphosphonate,DE... 锂离子电池(lithium-ion batteries,LIBs)在电动汽车和电化学储能等领域有着广泛的应用。然而,商用碳酸酯电解液的低闪点和易燃烧给LIBs的应用拓展带来了安全隐患。通过引入低成本、不可燃的乙基膦酸二乙酯(diethyl ethylphosphonate,DEEP)阻燃剂,可以有效降低电解液燃烧的风险。然而,DEEP与Li+之间的相互作用强,容易导致DEEP进入Li+的第一溶剂化壳层,参与形成负极表面固态电解质界面(solid electrolyte interphase,SEI)。但是,DEEP还原分解形成的SEI电子屏蔽能力差,难以阻止溶剂分子在界面持续分解,导致石墨负极失效。本研究通过强配位溶剂碳酸乙烯酯和弱配位溶剂线性碳酸酯协同调节DEEP与Li^(+)的作用强度,降低了DEEP在Li^(+)的第一溶剂化壳层中的占比,抑制了DEEP在负极上的分解。在构筑的常规浓度(约1.15 mol/L)DEEP改性的碳酸酯电解液中,石墨负极稳定循环150圈后的容量保持率高达95.6%。此外,该电解液在-60℃下仍能保持良好的流动性,并且石墨/磷酸铁锂电池在-20℃下循环50圈后仍有49.3%的容量保持率。 展开更多

关键词 锂离子电池 磷酸酯 石墨电极 不可燃电解液 低温性能

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地下变电站主变室燃爆场景固定灭火系统效能分析

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作者 程宜风 张佳庆 +3 位作者 过羿 李毅 李晶晶 陈晔 《消防科学与技术》 2025年第4期511-517,共7页

为系统评估地下变电站燃爆场景固定灭火系统控灭火效能,基于安全系统工程学、数值模拟和试验,构建地下变电站固定灭火系统效能体系架构,以某500 kV地下变电站主变压器室为研究对象,开展系统可靠性定性分析和燃爆工况系统生存能力评价。... 为系统评估地下变电站燃爆场景固定灭火系统控灭火效能,基于安全系统工程学、数值模拟和试验,构建地下变电站固定灭火系统效能体系架构,以某500 kV地下变电站主变压器室为研究对象,开展系统可靠性定性分析和燃爆工况系统生存能力评价。结果表明:在顶部油箱撕裂火灾、集油池火灾模拟工况下,火焰长期高温烘烤极有可能引燃油枕内部变压器油,引发事故连锁效应。当变压器油析出可燃混合气,在变压器周围充分扩散时,中心点火和一侧点火燃爆工况下的消防管道及墙壁处最大超压分别为54.0 kPa和73.9 kPa。受火焰高温和爆炸冲击影响,固定灭火系统可能出现消防管道变形、非全不锈钢材质喷头熔融,需要采取相应技术措施提升系统抗爆炸耐高温能力。 展开更多

关键词 地下变电站 固定灭火系统 火灾 爆炸

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升温模式对防火密封胶燃烧及理化性能的影响 被引量：6

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作者 张佳庆 柯艳国 +1 位作者 黄玉彪 蒋恭华 《消防科学与技术》 CAS 北大核心 2023年第1期9-12,共4页

为研究防火密封胶在不同火灾场景下的燃烧及理化性能变化,针对特高压直流换流站中可能出现的标准、电力及碳氢火灾情况,研究3种升温模式对防火密封胶燃烧过程的影响及燃烧后不同时刻的理化性能变化。燃烧过程重点关注质量变化,理化性能... 为研究防火密封胶在不同火灾场景下的燃烧及理化性能变化,针对特高压直流换流站中可能出现的标准、电力及碳氢火灾情况,研究3种升温模式对防火密封胶燃烧过程的影响及燃烧后不同时刻的理化性能变化。燃烧过程重点关注质量变化,理化性能重点关注腐蚀性、耐水性、耐酸性、耐碱性、耐油性、耐湿热性和耐冻循环性等,进而比较3种升温模式对防火密封胶的影响。结果表明:电力和碳氢火灾的前期危险性远高于标准火灾。燃烧120 min后,3种升温模式下防火密封胶的总失重率基本相同,均达到85%。火灾升温后,防火密封胶的耐水性和耐酸性都被严重破坏。电力火灾和碳氢火灾较标准火灾对防火密封胶的耐湿热性和耐冻融循环性影响更大。 展开更多

关键词 防火密封胶 火灾升温模式 理化性能 质量损失

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特高压换流变降噪装置的改进设计 被引量：2

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作者 尚峰举 张佳庆 +1 位作者 周亦夫 李国辉 《消防科学与技术》 CAS 北大核心 2021年第9期1367-1372,共6页

通过对特高压换流变Box-in降噪装置布置特点、火灾危险性和常用灭火技术的分析,揭示了现有Box-in降噪装置对特高压换流变灭火效果和火势发展的影响。结合新型热熔降噪材料系列检测结果,提出了一种融合新型消防模块、热熔支撑板、防坠网... 通过对特高压换流变Box-in降噪装置布置特点、火灾危险性和常用灭火技术的分析,揭示了现有Box-in降噪装置对特高压换流变灭火效果和火势发展的影响。结合新型热熔降噪材料系列检测结果,提出了一种融合新型消防模块、热熔支撑板、防坠网、泄爆口的新型降噪设计方案,并通过全尺寸试验验证了其在换流变火灾场景下的熔断有效性。试验结果表明,新型消防模块和热熔支撑板在火灾情况下均能快速有效脱落,脱落时间小于2min,脱落后的消防模块呈小碎块状,不阻挡和干扰消防介质有效灭火。该新型降噪设计方案能够为外部消防灭火提供有利条件,显著降低爆炸冲击对内部固定消防系统可能产生的损坏,同时因新增加功能带来的价格上涨幅度较小。 展开更多

关键词 Box-in降噪装置 灭火影响 新型降噪材料 改进设计 熔断性能

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