基于2-溴-3,3,3-三氟丙烯和全氟己酮的混合灭火介质协同灭火效果与机制研究
项目介绍
AI项目解读
基本信息
- 批准号:51906227
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:27.0万
- 负责人:
- 依托单位:
- 学科分类:E0604.燃烧学
- 结题年份:2022
- 批准年份:2019
- 项目状态:已结题
- 起止时间:2020-01-01 至2022-12-31
- 项目参与者:--
- 关键词:
项目摘要
Since the production and usage of Halon fire suppressants have been banned, 2-bromo-3,3,3-trifluoropropene and perfluorohexanone have received much attention due to their high efficiency, low global warming potential, and low stratospheric ozone depletion potential. Now, they are being extensively promoted in the world. However, both of them have the combustion enhancement phenomenon when their addition is in low concentrations into the lean hydrocarbon-air mixtures. This phenomenon is not conducive to suppress the incipient fire and limit their usage in some places. Aim at the special needs of fire extinguishing system for the data center, it is necessary to avoid or eliminate the defects of 2-bromo-3,3,3-trifluoropropene and perfluorohexanone happening with the combustion enhancement at low concentrations. Motived by this purpose, we firstly intend to study the effect that the additive types and composition of mixed agents, which are with 2-bromo-3,3,3-trifluoropropene and perfluorohexanone as the subject, have on the fire-extinguishing efficiency by the experimental study and kinetic simulation. Based on those, it is to analyze the synergistic effect of fire extinguishing, and then select the optimal combination of mixed agents that are highly efficient and without combustion enhancement phenomenon. Secondly, this project is to obtain the kinetic and thermodynamic data for the key reactions and important species, respectively, to construct the detailed chemical reaction mechanism and improve the existing combustion kinetic model by the pyrolysis experiments and theoretical calculations. Thirdly, on base of the improved combustion kinetic model, the kinetic simulation would be carried out to reveal the synergistic fire extinguishing mechanism of mixed agents through the sensitivity analysis and rate of production analysis for the important species and parameters. We hope that the implementation of this project could provide the theoretical basis and technical support to develop the new fire extinguishing agents, and design and exploit the fire extinguishing system of mixed agents.
哈龙灭火剂被禁止生产和使用后,2-溴-3,3,3-三氟丙烯和全氟己酮因灭火高效、低臭氧消耗潜能值和低温室效应潜能值而倍受关注,正在世界范围内推广。但两者在贫燃条件下低浓度时的助燃现象,不利于火灾早期扑救,限制了使用。针对数据中心灭火系统的特殊需求,围绕两者的不足,本项目拟①通过实验研究和动力学模拟,研究添加剂类型和各组分配比对以2-溴-3,3,3-三氟丙烯和全氟己酮为主的混合灭火介质灭火效能的影响,分析协同灭火效果,遴选灭火性能优异、无助燃现象的混合灭火介质;②通过热分解实验和理论计算,获得关键反应的动力学数据和重要物种的热力学数据,构建详细化学反应机理,完善现有的燃烧动力学模型;③基于完善的燃烧动力学模型,开展动力学模拟,通过对重要物种和参数的灵敏性分析和物种生成速率分析,揭示混合灭火介质的协同灭火机制。研究结果可为新型灭火介质的研发、混合介质灭火系统的设计和开发提供理论依据和技术支撑。
结项摘要
哈龙灭火剂因对臭氧层具有破坏作用而被禁止生产和使用,开发经济高效、环境友好性的洁净灭火介质成为了世界各国消防领域的重要挑战。2-溴三氟丙烯和全氟己酮等洁净化学灭火介质因臭氧破坏潜能值基本为零、灭火效率高、不导电等优异性能而备受关注,在世界范围内广泛推广使用。但两者在贫燃燃烧环境下低浓度添加时会产生助燃现象,不利于早期火灾的扑救。针对数据中心等电气火灾发生场所的灭火需求,围绕两者存在的不足,本项目借助实验研究、理论计算和动力学模拟,开展了具有典型分子结构灭火介质的详细灭火反应机理研究,获得了关键反应的动力学数据和重要物种的热力学数据,构建了详细化学反应机理,完善了现有的燃烧动力学模型;开展了混合灭火介质熄灭扩散和预混火焰的动力学模拟,分析了各组分灭火介质主要的化学和物理灭火或助研效果,揭示了混合灭火介质的协同灭火机制;开展了灭火介质的热解产物分析和熄灭正庚烷等火焰的临界灭火浓度实验,研究了混合灭火介质各组分配比对其协同灭火效果的影响,获取了无助燃现象的混合灭火介质的最佳浓度配比。本项目研究结果可为复合灭火介质灭火系统的设计和新型灭火介质的研发提供理论依据和技术支撑,对我国开发原创性哈龙替代灭火技术具有重大的理论介质和现实意义。项目成果在本领域著名期刊Combustion and Flame、Applied SurfaceScience等上发表SCI论文7篇、中文核心论文1篇;授权发明专利3项、实用新型专利1项、软件著作权1项,其中2项专利进行了专利转化;依托本项目与企业签订技术服务合同1项;协助指导硕士毕业生4名。
项目成果
期刊论文数量(8)
专著数量(0)
科研奖励数量(2)
会议论文数量(0)
专利数量(4)
Hydrogen diffusion into Pd(1 0 0) subsurface: Role of co-adsorbed bicomponent species on surface
氢扩散到 Pd(100) 地下:表面共吸附双组分物质的作用
- DOI:10.1016/j.apsusc.2020.147448
- 发表时间:2020-12
- 期刊:Applied Surface Science
- 影响因子:6.7
- 作者:Huiting Bian;Huifang Kang;Wei Zhong;Jun Zhao;Tianshui Liang
- 通讯作者:Tianshui Liang
Structure‐dependence in initial decomposition of trans‐1,2‐dimethylcyclohexyl isomers: Kinetic exploration and conformational analysis
反式1,2-二甲基环己基异构体初始分解的结构依赖性:动力学探索和构象分析
- DOI:10.1002/qua.26890
- 发表时间:2022
- 期刊:International Journal of Quantum Chemistry
- 影响因子:2.2
- 作者:Huiting Bian;Yongjin Wang;Jing Li;Jun Zhao
- 通讯作者:Jun Zhao
A combined kinetic analysis for thermal characteristics and reaction mechanism based on non-isothermal experiments: The case of poly(vinyl alcohol) pyrolysis
基于非等温实验的热特性与反应机理的组合动力学分析:以聚乙烯醇热解为例
- DOI:10.1016/j.tsep.2023.101692
- 发表时间:2023-03
- 期刊:Thermal Science and Engineering Progress
- 影响因子:4.8
- 作者:Jun Zhao;Zhili Chen;Huiting Bian
- 通讯作者:Huiting Bian
HFO-1336(E)与 H 自由基的反应机理研究
- DOI:--
- 发表时间:2022
- 期刊:郑州大学学报(理学版)
- 影响因子:--
- 作者:王永锦;边会婷;赵军
- 通讯作者:赵军
Computational study of inversion-topomerization pathways in 1,3-dimethylcyclohexane and 1,4-dimethylcyclohexane: Ab initio conformational analysis
1,3-二甲基环己烷和1,4-二甲基环己烷的反转拓扑异构化途径的计算研究:从头算构象分析
- DOI:10.1002/qua.26636
- 发表时间:2021
- 期刊:International Journal of Quantum Chemistry
- 影响因子:2.2
- 作者:Huiting Bian;Yifan Zhang;Yongjin Wang;Jun Zhao;Xiaohui Ruan;Jing Li
- 通讯作者:Jing Li
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其他文献
不同风速作用下半水煤气泄漏的数值模拟
- DOI:--
- 发表时间:2013
- 期刊:工业安全与环保
- 影响因子:--
- 作者:钟委;涂锐;杨健鹏;边会婷
- 通讯作者:边会婷
其他文献
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