《消防科学与技术》2022年2期文摘（一）

文摘目录

1.基于微元体动力学的压缩空气泡沫射流轨迹研究

2.不同灭火装置对磷酸铁锂电池模组火灾的灭火效果

3.基于CONE的超高温耐火电缆火灾危险性分析

4.基于气体检测的锂电池热失控预警研究进展

5.KI25X变压器油的热解特性研究及动力学分析

6.碳酸钙对木质粉尘层最低着火温度影响研究

7.低压环境下固体材料燃烧特性研究进展

基于微元体动力学的压缩空气泡沫射流

轨迹研究

靳翠军，刘送永，徐盼盼

中国矿业大学 机电工程学院，江苏 徐州 221116

摘要：压缩空气泡沫喷射轨迹是影响泡沫灭火效能的关键因素之一。针对目前缺乏准确的泡沫射流轨迹模型的问题，基于质点运动学、流体力学、外弹道学理论，并结合试验数据对参数修正，提出压缩空气泡沫经消防水炮喷射轨迹的理论预测模型。采用四阶Runge-Kutta算法对泡沫射流微元体动力学微分方程进行求解，利用MATLAB软件进行泡沫射流理论轨迹仿真，探究不同参数对射流理论轨迹的影响。选择特定工况分别进行仿真和试验研究，对比发现：理论模型所预测的射流轨迹与实际泡沫射流轨迹基本吻合，故所建动力学微分方程较为准确，可为压缩空气泡沫在举高车辆的实战应用提供理论依据。

关键词：消防水炮；泡沫射流；微元体动力学；射流轨迹；空气阻力

基金项目：国家重点研发计划(2016YF C0802900)

不同灭火装置对磷酸铁锂电池模组火灾

的灭火效果

卓萍1,3，高飞2，路世昌1,3

1.国家消防工程技术研究中心，天津 300381

2. 中国电力科学研究院 新能源与储能运行控制国家重点实验室，北京 100192

3.应急管理部天津消防研究所，天津 300381

摘要：为了验证不同灭火装置对储能电池模组火灾的灭火效果，按照实际预制舱搭建试验平台，分别考察了七氟丙烷、全氟己酮、热气溶胶、细水雾等灭火装置针对预制舱中单个储能电池模组火灾的灭火效果。试验结果表明，针对储能电池模组火灾，需要考察灭火剂的灭火效果和降温能力。部分灭火剂可以扑灭初期火灾，但是难以中断储能电池内部的持续反应，可能发生复燃。

关键词：磷酸铁锂；电池模组；灭火试验

基金项目：国家电网有限公司总部科技项目“锂离子储能电池灭火技术探索研究”（DG71-18-002）

基于CONE的超高温耐火电缆火灾危险

性分析

陈善求1，赵雯筠2，颜龙2，欧阳罕贞1

1.金杯电工股份有限公司，湖南 长沙410205

2. 中南大学 防灾科学与安全技术研究所，湖南 长沙410075

摘要：利用锥形量热仪对超高温耐火电缆在不同辐射功率下的点燃时间（TTI）、热释放速率（HRR）、质量损失速率（MLR）和燃烧残余物进行了研究。研究表明，随着辐射功率增加，耐火电缆的TTI逐渐缩短，HRR和MLR逐渐增大，火灾危险性逐渐增加。超高温耐火电缆在35 kW/m2和50 kW/m2辐射功率下火灾性能指数相比于25 kW/m2分别增加了44.4%和176.5%，火灾增长指数分别增加了30.4%和83.0%。结合理论分析可以得出，耐火电缆的临界辐射功率为3.61 kW/m2、零辐射平均热释放速率为36.5 kW/m2，表现出较低的火灾危险性。

关键词：超高温耐火电缆；锥形量热仪；热释放速率；点燃时间；火灾危险性

基金项目：国家自然科学基金项目（519 06261）；湖南省战略性新兴产业科技攻关与重大科技成果转化项目（2019GK4035）

基于气体检测的锂电池热失控预警研

究进展

吴静云1，郭鹏宇2，张淼2，姚丽娟1

1.国网江苏省电力有限公司经济技术研究院，江苏 南京 210008

2.国网江苏省电力有限公司，江苏 南京 210014

摘要：由于锂离子电池热失控过程中往往伴随着特征气体的产生，可以通过检测气体的释放及其浓度来对锂电池热失控进行预警。介绍热失控气体的产生机理，总结电池类型、电池参数、外部环境条件对热失控气体的影响，不同热失控特征气体的产生现象等方面的研究现状，分析现有的基于气体检测的锂离子电池热失控早期预警研究的进展，并对其下一步的发展进行了展望，以期为提高锂离子电池的运行安全提供指导。

关键词：锂离子电池；热失控；特征气体；预警

基金项目：国网江苏省电力有限公司科技项目（J2020109）

KI25X变压器油的热解特性研究及动

力学分析

陈涛1，王雨薇1，张佳庆2，黄勇3

1.应急管理部天津消防研究所，天津 300381

2.国网安徽省电力有限公司电力科学研究院，安徽 合肥 230601

3.国家电网有限公司，北京 100031

摘要：采用热重分析和热重-红外联用技术,探究了常用变压器油KI25X在3种不同升温速率下的热解特性，发现热解过程主要发生在200～300 ℃和550～800 ℃两个阶段，且通过试验发现变压器热故障释放能量会造成变压器油的热解劣化，破坏变压器油的化学键，产生低分子烃类气体并溶于其中。利用微分法和积分法热力学理论计算出变压器油在N2氛围下热解过程的动力学参数。通过综合分析变压器油的热解特性和动力学参数，为进一步深入研究变压器油的热故障检测提供理论依据。

关键词：变压器油；热重-红外分析；升温速率；热解动力学

碳酸钙对木质粉尘层最低着火温度影

响研究

吕鹏飞1,2，赵静1，赵浩森1，庞磊1,2

1. 北京石油化工学院 安全工程学院，北京 102617

2. 北京市安全生产工程技术研究院，北京 102617

摘要：为研究碳酸钙含量对木质粉尘层最低着火温度的影响，利用HY16430粉尘层引燃温度试验装置测定油磨木粉、人工打磨木粉及两者分别与碳酸钙混合的粉尘层最低着火温度。结果表明：油磨木粉、人工打磨木粉、碳酸钙中位粒径分别为7.344、7.269、7.859 μm，堆积厚度为5 mm时，油磨木粉尘层最低着火温度为324 ℃，人工打磨木粉尘层最低着火温度为332 ℃。碳酸钙通过吸热加速热量消耗、减少氧浓度、降低木质粉尘浓度等方式，使木质粉尘层最低着火温度随碳酸钙含量的增加而升高。碳酸钙的质量分数达到40%时，油磨木粉、人工打磨木粉尘层最低着火温度急剧增大，均出现温度突变现象。碳酸钙的质量分数达到70%时，油磨木粉碳酸钙混合粉尘层最低着火温度较纯油磨木粉上升了17.3%，人工打磨木粉碳酸钙混合粉尘层最低着火温度较纯人工打磨木粉上升了18.7%。碳酸钙的质量分数达到80%时，热表面设置最高温度400 ℃，粉尘层均未着火。

关键词：油磨木粉；人工打磨木粉；碳酸钙；最低着火温度

基金项目：北京市科技新星计划项目（Z1811 00006218092）；国家级大学生研究训练[URT]计划项目（2020J00062）

低压环境下固体材料燃烧特性研究进展

贾旭宏1,2，马俊豪1,2，陶皖1,2，杨晓光1,2

1.民机火灾科学与安全工程四川省重点实验室，四川 广汉 618307

2.中国民用航空飞行学院 民航安全工程学院，四川 广汉 618307

摘要：低压环境一般存在于高高原地区和巡航飞机，我国存在着大面积的高高原地区和拥有世界上数量最多的高高原机场，低压环境会使固体材料的燃烧特性发生变化。介绍了固体可燃物的点燃、燃烧和火焰传播过程，系统综述了织物、纸箱、木材、电缆4种常见固体材料在低压环境下的燃烧特性研究进展，并对其燃烧特点进行了分析和总结，指出未来固体材料低压环境下燃烧特性的重点研究方向，以期为低压环境下的消防安全提供参考。

关键词：低压环境；高高原机场；固体材料；燃烧特性

基金项目：民航局安全能力建设项目(0242 023)；中国民用航空飞行学院重点项目(ZJ2021-01)