典型航空密封胶的热解和燃烧特性研究

作者： 张旭   冯雅静   王志   王东林   李仁鹏   来源： 中国胶粘剂 年份： 2018 文献类型 ： 期刊 关键词： 释烟速率   失重率   热释放速率   密封胶  

描述： 在航空领域,密封失效会直接影响飞机的结构完整性、可靠性和飞行安全性。以不同密封胶[如合成橡胶基密封胶(牌号PR812)、EP(环氧树脂)基密封胶(牌号Epocast1629)]为试验对象,采用锥形量热仪和热重-差热分析仪对密封胶的热解、燃烧特性等进行对比分析。研究结果表明:Epocast1629和PR812的热解过程分别为2个和3个阶段,并且前者的初始热解温度略低于后者;Epocast1629与PR812相比,前者的热释放速率(HRR)、热释放速率峰值(pkHRR)和热释放总量(THR)等虽明显降低,但释烟速率(RSR)、总释烟量(TSR)及整体持续释烟时间等均明显增大,故Epocast1629在火灾发生后人员的疏散及生命安全方面的危害性更大。

民用飞机密封橡胶材料阻燃特性研究

作者： 王志   杨柳   张旭   来源： 消防科学与技术 年份： 2017 文献类型 ： 期刊 关键词： 氧指数   锥形量热仪   热释放速率   密封橡胶   阻燃性能  

描述： 通过锥形量热测试表征丁腈橡胶、硅橡胶、氟橡胶和氟醚橡胶的阻燃性能,测定在25、35、50kW/m~2的热辐射通量下各胶种的热释放速率变化情况、热释放速率峰值大小和点燃时间等,分析各胶种的阻燃性能。通过氧指数试验测定出4种橡胶的氧指数,分析试验现象及规律,表征材料的燃烧性能。结果表明:丁腈橡胶的pHRR值最大,硅橡胶达到pHRR所需时间最短,氟系列橡胶的pHRR值最小,且达到pHRR所需时间最长,说明4种橡胶的阻燃性由高到低为:氟醚橡胶>氟橡胶>硅橡胶>丁腈橡胶。含氟类橡胶的氧指数最大、阻燃性最好,丁腈橡胶次之,硅橡胶氧指数最小。含氟系列橡胶材料的阻燃性能较优,适合用作飞机高温密封材料。

热辐射强度对A320客机货舱侧壁板燃烧特性影响

作者： 薛杨武   贺元骅   贾旭宏   杨晓光   来源： 塑料科技 年份： 2020 文献类型 ： 期刊 关键词： 热辐射强度   火灾危险性   产烟率   飞机货舱侧壁板   热释放速率  

描述： 为研究热辐射强度对A320客机货舱侧壁板燃烧特性的影响，在不同热辐射强度环境下开展燃烧实验，使用锥形量热仪测量了引燃时间、燃烧时长、生成烟气、热释放速率等参数。结果表明：热辐射强度为30kW/m~(2)时壁板不会燃烧；引燃时间、燃烧时长均随热辐射强度增大而缩短；热辐射强度增大后，CO、CO_(2)含量峰值升高且峰值时间提前，O_(2)含量则下降更快；产烟率、热释放速率峰值均随热辐射强度增大而升高且峰值时间提前；根据实验数据计算火势增长指数（FGI）和火险潜在指数（FPI）两项火灾危险性评价指标，发现FGI值、FPI值均与热辐射强度成正比。

航空含氟树脂电缆燃烧及火蔓延特性研究

作者： 王志   邹积昀   曲芳   来源： 化工新型材料 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 航空含氟树脂电缆   电缆垂直燃烧   烟气产生速率   碳化高度   热释放速率  

描述： 使用锥形量热仪和电缆垂直燃烧实验仪，对配有聚四氟乙烯(PTFE)护套和聚全氟乙丙烯(FEP)护套的两种航空含氟树脂电缆的燃烧和垂直火蔓延特性进行了研究。在三个热辐射强度下对航空含氟树脂电缆进行实验，比较分析了热释放速率、质量损失和烟气产生速率三个主要燃烧性能参数的变化规律，并对反应过程进行了分析。实验结果表明，绕包工艺护套比挤出工艺护套在燃烧早期的热释放速率更高；相比之下，FEP护套电缆的燃烧反应更剧烈，更容易受到热影响而产生质量损失和失效。在标准火焰冲击的垂直实验中，FEP护套电缆的碳化高度更大且火蔓延能力更强，而PTFE护套电缆的工作失效更快。同时，采用火势增长指数和烟气参数评估不同热辐射强度下航空含氟树脂电缆的火灾危险性。

航空含氟树脂电缆燃烧及火蔓延特性研究

作者： 王志   邹积昀   曲芳   来源： 化工新型材料 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 航空含氟树脂电缆   电缆垂直燃烧   烟气产生速率   碳化高度   热释放速率  

描述： 使用锥形量热仪和电缆垂直燃烧实验仪，对配有聚四氟乙烯(PTFE)护套和聚全氟乙丙烯(FEP)护套的两种航空含氟树脂电缆的燃烧和垂直火蔓延特性进行了研究。在三个热辐射强度下对航空含氟树脂电缆进行实验，比较分析了热释放速率、质量损失和烟气产生速率三个主要燃烧性能参数的变化规律，并对反应过程进行了分析。实验结果表明，绕包工艺护套比挤出工艺护套在燃烧早期的热释放速率更高；相比之下，FEP护套电缆的燃烧反应更剧烈，更容易受到热影响而产生质量损失和失效。在标准火焰冲击的垂直实验中，FEP护套电缆的碳化高度更大且火蔓延能力更强，而PTFE护套电缆的工作失效更快。同时，采用火势增长指数和烟气参数评估不同热辐射强度下航空含氟树脂电缆的火灾危险性。

飞机典型聚碳酸酯板材燃烧特性研究

作者： 张沛   党乐   王学辉   陈钦佩   汪箭   来源： 消防科学与技术 年份： 2019 文献类型 ： 期刊 关键词： 气体产物   聚碳酸酯板   锥形量热仪   点燃时间   热释放速率   飞机  

描述： 以典型的飞机聚碳酸酯板材为研究对象,基于ISO5660标准锥形量热仪平台,分析燃烧过程,对其点燃时间、热释放速率、燃烧产物等燃烧特性进行研究。基于实验数据,建立飞机聚碳酸酯板材的点燃时间模型,预测该规格的飞机聚碳酸酯板材的临界热流密度。测量聚碳酸酯板的热释放速率基础数据,并且对热释放速率特征进行理论分析,预测其火灾增长系数,测量并分析火灾过程中烟气的浓度。

航空冷却液的火灾危险性试验研究

作者： 王娟   张沛   孔雪   王丹   来源： 消防科学与技术 年份： 2023 文献类型 ： 期刊 关键词： 火灾危险性   航空冷却液   闪点   点燃时间   热释放速率   燃烧特性  

描述： 航空冷却液是飞机发动机与电子设备在工作中使用的一种冷却工质，冷却液本身属于一种可燃液体，并且常在高温情况下进行使用，在油品火灾危险性研究中，冷却液的火灾危险性通常被忽视，因此，对典型的航空冷却液的火灾危险性进行了综合研究。通过自动闪点仪对冷却液的闪点进行了测试，并对其危险性进行了分级。利用锥形量热仪对航空冷却液的燃烧特性进行了研究，得到了大量的基础火灾数据，利用JANSSENS M L的点燃时间模型对冷却液的点燃时间进行了拟合，并且得到了冷却液的临界点燃热通量，利用PETRELLA R V等人提出的热危害模型计算出冷却液燃烧的X参数，并对其热危害进行了分类。

典型锂离子电池和电解液燃烧特性及航空运输环境对其影响机制研究

作者： 付阳阳   来源： 中国科学技术大学 年份： 2017 文献类型 ： 学位论文 关键词： 高温   质量损失速率   低压   火焰高度   锂离子电池   电解液   点燃时间   热释放速率  

描述： 随着锂离子电池的广泛应用和我国航空业的高速发展,航空运输锂离子电池数量日趋增多。锂离子电池作为第9类危险品,其本身存在易燃易爆风险,特殊的航空运输环境(如高温、挤压和碰撞等)使其危险性更加暴露,而目前缺乏与之相对应的风险控制技术,从而导致航空运输锂离子电池火灾或爆炸事故时有发生,带来了极大的财产损失和人员伤亡,为确保锂离子电池的安全运输,需对诱发锂离子电池的不安全因素进行分析,揭示其内在影响机制,并采取针对性的措施来预防锂离子电池火灾事故的发生。本文旨在降低锂离子电池航空运输风险,开展典型锂离子电池和电解液燃烧特性及航空运输环境对其影响机制研究,主要的研究内容如下:对不同辐射热流下电解液池火的燃烧特性参量进行了实验测试与理论分析,同时使用TG-FTIR对高温环境下电解液的热解机理进行了探究。与氢化物不同,电解液池火燃烧行为特征与含有的有机溶剂相对蒸发性有关,线状碳酸酯主控燃烧的早期阶段,而环状碳酸酯主控后期阶段;与氢化物相比,电解液的高汽化热和低燃烧热导致其相对低的热释放速率(Heat Release Rate,HRR)和质量损失速率(MassLossRate,MLR);单位面积的HRR与辐射热流成正相关,与油盘直径成负相关,建立了耦合辐射热流和油盘直径的电解液HRR预测模型;修正Heskestad火焰高度预测模型,建立了耦合有效燃烧热,油盘直径和空气与燃料当量比的电解液火焰高度预测模型;CO和CO2的释放量与辐射热流和油盘直径均成正相关,而CO和CO2的摩尔浓度比与两者无关;电解液热解主要分两步,第一步主要是有机溶剂的蒸发和LiPF6的水解反应,第二步主要是LiPF6热分解(在190℃左右)产生强路易斯酸PF5和HF,PF5催化EC发生开环聚合反应,同时PF5也与EMC和DMC发生反应产生C02、C2H5F和毒性HF等气体。对不同压力下电解液池火的火羽流特征参量进行了实验测试与理论分析,同时验证了压力修正后的火羽流理论模型对电解液池火的适用性。MLR与压力呈正指数关系,但由于电解液中有机溶剂的碳含量少,其指数系数低于普通氢化物;通过拟合m"D和P2D3验证了压力模型对预测对流主导的电解液池火的MLR是适用的;平均火焰高度随压力的降低而升高,通过引入压力项,修正无量纲HRR,拟合L/D和m"2/P∞2D,验证了修正后的Heskestad火焰高度修正公式对电解液池火是适用的;火羽流温度随压力的降低而升高,通过引入压力项,修正特征长度,拟合ln(△T0/T∞)与ln((z-z0)(P/Q)2/5),验证了修改后的Heskestad火羽流温升公式对电解液池火是适用的;拟合火羽流温升与压力修正后的特征长度,发现电解液池火火羽流分为持续火焰区和浮力羽流区两个区域,不符合McMaffrey模型的三区域。基于锥形量热仪对不同荷电状态(State of Charge,SOC)和辐射热流下的18650型锂离子电池燃烧特性参数进行了研究,并揭示了 SOC和辐射热流对燃烧特性参数的内在影响机制。基于氧耗法和质量损失速率法得出的HRR曲线趋势一致,对比两曲线得出消耗锂离子电池内部材料分解释放的氧气所释放的能量和内部短路所释放的焦耳热占总能量的比例小于13%,同时锥形量热仪和前人利用ARC测得的锂电池表面温度数据基本一致也证明了锥形量热仪能够用于测试锂离子电池的燃烧特性;高于50%SOC,HRR曲线均有前小后大的两峰值,且随SOC的增加,HRR峰值和表面最高温度增加,点燃和爆炸时间缩短,放气温度和热失控开始温度降低,CO和CO2增多;低于50%SOC,火灾危险性明显降低,HRR曲线只有一小峰值,发生微弱的燃烧,表面温度低,点燃时间长,CO和CO2少,同时SOC低于50%的锂离子电池的闪燃危险性明显低于高于50%,因此建议将运输锂离子电池的SOC控制在50%以下;随辐射热流的增大,HRR峰值和表面最高温升升高,点燃和爆炸时间缩短,放气温度和热失控开始温度降低,火灾危险性增大;拟合实验数据,得出锂离子电池的点燃时间预测公式和临界点燃热流。对不同压力下锂离子电池燃烧特性参量进行了实验测试和定量分析,并揭示了压力对燃烧特性参量的内在影响机制。燃烧强度随压力的降低而降低,压力降至30kPa燃烧未发生,即降压能抑制明火的产生;MLR与压力呈正相关;对比不同压力下的表面温升得出压力对表面温度超过155℃的热解反应速率有明显的影响,压力大于50kPa,表面最大温度随压力的0.4次方而减小,而小于50kPa,与压力呈线性变化;放气和点燃以及有效控火时间均随压力的降低而增长,压力降至50kPa以下,火灾危险性显著降低。