王昌建
- 作品数：21 被引量：33H指数：3
- 供职机构：合肥工业大学土木与水利工程学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金中央高校基本科研业务费专项资金中国石油大学研究生创新工程更多>>
- 相关领域：环境科学与工程理学动力工程及工程热物理交通运输工程更多>>
- 油柱直径对变压器油燃爆特性影响实验研究
- 2024年
- 特高压换流变压器管件内的变压器油易蒸发并形成可燃的油气混合物,当点火源存在时,变压器油燃爆会造成电力设备严重破坏。目前,有关变压器油爆炸动力学演化规律的实验研究匮乏,采用压力传感器测压和高速相机记录火焰形状,研究了油柱直径对变压器油爆炸超压演化和火球行为的影响。实验结果表明,随着油柱直径从93 mm增加至350 mm,最大超压和反射超压均呈现先增大后减小的趋势。随着压力测点与爆炸中心之间的距离增大,最大超压呈现逐渐下降的趋势。当油柱直径从153 mm变化至350 mm时,炸药爆炸诱导的变压器油火球行为相似,爆炸火球的传播以竖直向上扩展为主。变压器油爆燃火球的最大高度和最大面积随着油柱直径增加呈现先增大后减小的变化趋势。
- 张佳庆张佳庆马鸿盛刘志宇王昌建王昌建
- 关键词：变压器油
- 不同狭缝尺寸对正丁醇火焰传播及表面流动影响规律研究
- 2022年
- 本文根据实际火灾场景设计并进行了不同尺寸的大理石狭缝正丁醇火蔓延阻隔实验,测量了火蔓延在狭缝内蔓延时间和温度分布,并定量计算了狭缝内的表面流总热量和狭缝侧壁面热损失。研究发现,火焰在狭缝中表现为“跳跃–回缩–跳跃”脉动方式蔓延;在狭缝的冷壁效应和黏性力的耦合作用下,狭缝抑制甚至阻隔了火焰蔓延;狭缝火蔓延时间与狭缝长度成正比,与狭缝宽度成反比;当狭缝侧壁热损失占表面热流总热流的比例超过43.3%时,火蔓延被完全抑制,火焰无法穿过狭缝。
- 李满厚胡培源王昌建
- 关键词：火蔓延传热计算
- 氮气射流抑制氢气喷射火的实验研究被引量：1
- 2023年
- 为了探究抑制氢气喷射火的有效方法,并揭示氮气射流对氢气喷射火焰的影响规律,开展了一系列氮气作用下氢气喷射火实验。采用喷嘴直径为3mm、滞止压力为10atm的氮气射流,并改变氮气喷射高度和水平喷射距离,对氢气喷射火进行抑制。选择2种典型的氢喷射火,分别为喷嘴直径为3mm、滞止压力为0.1atm的过膨胀亚音速火焰和喷嘴直径为1mm、滞止压力为8atm的欠膨胀超音速火焰。实验结果表明,在氮气射流作用下火焰发生偏转,氢气喷射火长度衰减率随氮气喷射高度增大而减小。当氮气作用于火焰根部时,能有效地扑灭氢气喷射火。随氮气喷射距离增加,氢喷射火长度衰减率减小。另外,欠膨胀超音速氢气喷射火存在火焰抬升现象,氮气更易使喷射火熄灭,且在较大的水平喷射距离下仍能使火焰熄灭;过膨胀亚音速氢气喷射火由于抬升高度不明显,氮气射流灭火效果较差,仅能够在较小的水平喷射距离下使火焰熄灭。
- 吴越於星王伟汪宗成赵艳秋王昌建沈致和沈致和
- 氢气泄爆作用下结构动力响应特性研究被引量：3
- 2020年
- 氢能因具有环保高效等优点,被公认为21世纪最具发展前景的清洁能源,缺点是在使用过程中极易发生爆炸事故。泄爆作为爆炸防护的重要手段,可以有效提高结构在爆炸过程中的安全性和可靠性。为获得结构在氢气泄爆作用下的动力响应特性,本文从实验和数值模拟两个方面展开研究。在12 m×2.5 m×2.5 m的大尺度ISO标准容器中开展了一系列氢气泄爆实验,主要考虑氢气体积分数、点火位置、障碍物布置等参数的影响,并对结构内部超压荷载特征和动力响应演化规律进行了分析。结果表明,结构位移由首个超压峰值主导,并在该阶段与方舱内超压趋势保持一致,且两者峰值之间保持线性关系;加速度则由不稳定燃烧引起的超压高频振荡主导。在实验范围内,位移峰值受氢气体积分数影响显著,且随着氢气体积分数增大而增大。加速度峰值则还受到点火位置的影响,中心点火的情景要大于后端点火的情景。障碍物数量对结构动力响应的影响并非单调关系。此外,基于现场环境振动测试结果,建立了该结构的基准有限元模型。数值模拟及实验结果吻合良好,因此该基准有限元模型可进一步用于不同工况下氢气泄爆荷载作用下结构动力响应的预测和分析。
- 郝腾腾王昌建颜王吉任伟新
- 关键词：动力响应基准有限元模型
- 钢箱梁桥面沥青混合料燃烧温度荷载与效应分析被引量：2
- 2022年
- 为研究在火灾作用下钢箱梁与桥面铺装结构热效应,建立了小尺度钢桥面燃烧试验台,获取了油料火灾作用下沥青铺装层的上表面、中部和下表面温度数据;针对上表面温度数据,拟合得到了一条基于燃烧试验数据的升温曲线,与ISO 834标准升温曲线进行对比,并对小尺度试验的温度场进行了数值模拟验证;建立了11.25 m×3.60 m的钢箱梁桥有限元模型,获取了桥梁在跨中、支座附近和全跨火灾工况下的应力和变形特征。研究结果表明:在试验拟合升温曲线的作用下,二维数值模拟试件的中部温度260.70℃和底部温度89.38℃与试验数据248.90℃和82.59℃相近,且升温趋势较一致,说明温度场数值模拟结果可靠;火灾荷载作用区域钢箱梁顶板温度下降最高可达60.91%,表明沥青混合料铺装层能在一定程度上阻挡温度传递;跨中、支座火灾工况下钢箱梁最大Mises应力均出现在火荷载向低温扩散传播的冷热交替区域;跨中火灾工况在火荷载区域出现上挠变形,而支座火灾工况分别在火荷载区域和跨中区域出现上挠和下挠变形;全跨火灾Mises应力分布较均匀,跨中下挠变形严重;3种火灾模式下,基于试验拟合升温曲线的应力和变形数据均滞后且低于ISO 834标准升温曲线。
- 李阳王佐才王昌建韩光兆
- 关键词：钢箱梁桥火灾荷载沥青混合料铺装层
- 隔离墙作用下欠膨胀射流氢气点火爆炸的实验研究
- 2024年
- 为了降低欠膨胀射流氢气点火爆炸的危险性,通过改变隔离墙与喷嘴间距离、隔离墙长度,开展欠膨胀射流氢气点火爆炸时火焰行为和超压变化规律的实验研究。采用高速相机拍摄火焰形态,采用压力传感器测量超压。结果表明:在点火爆炸初期,火焰前锋在点火位置以扇形向外扩散;随后受射流影响,逐渐演变成三角形;火焰前锋到达墙面后逐渐熄灭;形成的射流火焰沿墙体向上、下2个方向铺展且速度基本一致;墙体长度为70cm时即可有效防止火焰向墙后蔓延;爆炸受隔离墙和地面影响,超压出现3个峰值;随着隔离墙与喷嘴间距离的增加,第一超压峰值在一定范围内波动,第二超压峰值逐渐减小;随着墙体长度的增加,最大超压呈现先增大后减小的趋势。
- 马梦飞王昌建赵卫平赵卫平张爱凤
- 关键词：隔离墙超压
- 变坡度条件下正丁醇定常流淌火非稳态燃烧行为研究被引量：2
- 2020年
- 为探究流淌火在变坡度地面的蔓延特性,丰富火灾研究理论,推进流淌火预防和风险评估的发展,采用1套自制矩形小尺度油槽系统,研究正丁醇变坡度、变泄漏速率情况下溢油定常流淌火的蔓延特性。结果表明:当泄漏速率相同时,坡度越大,正丁醇的加速过程越明显,当坡度从1°上升到4°,正丁醇扩散速率增大了40.8%;不同坡度下,正丁醇的平均火焰高度随泄漏速率的变化均呈现“上升-下降-稳定”趋势;流淌火蔓延过程中脉动方式分为2种:“跳跃-爬行”和“跳跃-爬行-回缩”;当泄漏速率较小时,流淌火蔓延过程中的脉动频率随油槽坡度的增大而增大,当泄漏速率较大时,脉动频率不再随油槽坡度的改变而发生明显趋势变化。
- 李满厚罗秋蜓王昌建潘阳
- 关键词：正丁醇
- 小尺度乳化柴油池火的沸腾燃烧特性实验研究被引量：1
- 2022年
- 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。
- 杨慎林普方李满厚王昌建
- 关键词：油池火燃烧速率
- 封闭舱室动态泄放氢喷射火焰行为及关键参数的试验研究
- 2024年
- 为了研究封闭舱室内动态泄放氢喷射火焰形态、火焰高度、氧气体积分数、火焰上方中心线温度和侧壁气体温度的变化规律,开展了一系列封闭舱室氢喷射火试验。试验采用相机拍摄火焰形态,采用氧浓度传感器、热电偶测量舱室内指定点氧气体积分数和温度。试验结果表明,封闭舱室动态泄放氢喷射火焰形态演变过程分为氢气控制的喷射火和氧气控制的喷射火两种类型。前者的火焰演变过程分为四个阶段,即增长阶段、衰减阶段、升高阶段和熄灭阶段;后者的火焰演变过程分为三个阶段,即增长阶段、衰减阶段和自熄灭阶段。两种类型氢喷射火的氧气体积分数下降趋势明显不同。氢气控制的喷射火的氧气体积分数变化呈先近似线性下降再缓慢下降趋势,而氧气控制的喷射火的氧气体积分数呈近似线性下降趋势。同时,两者最小平均氧气体积分数与喷射压力呈线性下降趋势。舱内火焰上方中心线温度和侧壁气体温度变化的总体趋势大致相同,但氧气控制的喷射火温度下降过程中会出现明显的中断现象。喷射压力对封闭舱内氢喷射火作用下最大温升有显著的影响。基于本试验条件,建立了封闭舱室火焰上方中心线最大温升预测模型。
- 王昌建黄智伟姚传号靳浩李阳李阳
- 关键词：安全工程温度
- 基于多组分热解气体的炭化可燃物燃烧模拟被引量：6
- 2020年
- 为弥补现有火灾数值模拟在热解气体和气固边界耦合方面的不足,将真实燃烧往往包含的多组分热解气体直接应用于炭化可燃物燃烧模拟过程,提高数值模拟的预测精度。首先,针对多组分热解气体更新热解模型、燃烧模型、烟模型、边界条件等;然后,基于OpenFOAM平台建立新的求解器—multiFireFOAM进行数值模拟,并通过热重、红外光谱、火蔓延仪(FPA)、锥形量热仪等仪器进行试验,从而提供必要的模拟输入参数和验证数据。结果表明:新建求解器的模拟结果与试验数据取得较好的一致性;对比基于多组分和单组分热解气体的锥形量热仪模拟结果,虽然多组分比单组分多用时3%,但质量损失速率和热释放速率模拟精确度显著提升。
- 丁彦铭张雪婷杜文州张延松王昌建陆守香
- 关键词：锥形量热仪数值模拟
