一溴三氟丙烯灭火过程中HF的产生机理及生成量研究

卤烃灭火介质在灭火过程中, 受热分解产生的HF不仅对火灾现场的设备具有严重的腐蚀现象, 而且对灭火现场的人员存在严重的伤害, 故HF的生成量问题一直是卤烃灭火介质评价的重要性能指标之一. 一溴三氟丙烯(简称BTP)作为可降解卤烃的一种, 被认为是具有重大应用潜力的新一代“哈龙”替代技术, 然而, 目前对于BTP在灭火过程中HF的产生机理以及生成量预测, 尚缺乏深入的认识. 本工作首先应用量子化学从头算方法, 在B3LYP/6-311＋＋G(d,p)水平上, 对BTP在火场作用下的热分解动力学特性进行研究; 其次, 采用原位光谱诊断方法, 对BTP与火焰作用过程中HF的浓度变化进行实时在线测量, 全面评估不同工况下燃烧状况和腐蚀性气体的浓度变化情况; 再次, 以量化计算结果为基础, 通过理论分析和实验结果分析, 建立HF生成量的理论预测模型; 最后, 通过对各种实验工况下的实验结果与理论计算结果的比较, 验证HF理论计算模型的可靠性; 该论文的研究结果表明, 火焰温度以及BTP和火焰的接触时间, 为影响HF生产量的关键因素; 以量化计算结果为基础, 结合热分解动力学的理论, 构建出的HF生成量模型的计算结果和实验测量结果具有良好的一致性. 该论文的研究, 可以为优化BTP的系统设计, 减少腐蚀性气体的生成量和拓宽BTP的工程应用范围提供基础.     

柴油机燃烧过程中多环芳香烃形成历程的研究

利用现代柴油机全气缸取样试验平台,采用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS),对现代柴油机燃烧过程中多环芳香烃的形成历程进行了探索性研究.研究结果表明,PAHs总质量随曲轴转角呈单峰分布规律,峰值出现在上止点后10～13°CA之间,燃烧后期,约60%以上的PAHs被氧化燃烧,且随着发动机转速和共轨压力(喷油压力)的升高,PAHs总质量呈下降趋势.此外,各种PAH的生成量与PAHs生成量的变化规律基本一致.     

弱电场下THF水合物生成特性

四氢呋喃(THF)水合物可以在常压、4.4℃时生成,广泛被用于水合物基础研究.本研究中,在反应釜两端的电极板之间施加了不同大小的电压,分析了不同电场强度对THF水合物一次生成、二次生成及三次生成的影响。研究结果显示:电场的存在对THF水合物生长期具有促进作用,加快了水合物的生成。在THF水合物的第二次生成过程中,由于弱电场以及水合物分解水记忆效应的存在,导致了THF水合物在生长期的生成速度增加,并出现了更高的温度峰值。在没有THF氧化反应的情况下,发现水合物快速生长期持续时间缩短。在电场存在条件下,水合物的生成表面以整齐的锯齿形由四周向轴线方向生成。     

三氟甲烷灭火过程中HF生成量的研究

三氟甲烷（CF3H, HFC-23）是全氟烷烃的一种,在目前的卤烃气体灭火介质市场占据了主导地位;然而,在三氟甲烷和火焰作用的过程中产生的HF不仅对火灾现场设备具有严重的腐蚀,而且对灭火现场人员具有严重的伤害,故氟化氢（HF）的生成量是其工程应用需要考虑的重要问题之一;然而,对三氟甲烷在灭火过程中HF生成量的研究,目前尚缺乏深入有效的理论计算方法;本文应用量子化学从头算方法,在B3LYP/6-311++G(d,p)水平上,对三氟甲烷在火场作用下热分解动力学特性进行研究,建立三氟甲烷灭火生成HF量的计算模型;其次,采用原位光谱诊断方法,对在Cup-Burner中,CF3H熄灭酒精火焰作用过程中HF的浓度变化进行在线测量;通过HF理论预测值与实验值对比分析,验证了预测模型的可靠性;此外,CF3H灭火过程中产生HF主要产生路径是为CF3H+?H反应;理论分析和实验表明,CF3H在100℃到400℃之间,HF产生量最快;超过400℃时,HF量基本保持不变。该研究为优化三氟甲烷的系统设计,减少腐蚀性气体的生成量和拓宽三氟甲烷工程应用范围提供指导。