本文關(guān)鍵詞：空運(yùn)鋰電池ULD集成滅火系統(tǒng)研究

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【摘要】：近年來,由于鋰電池火災(zāi)而導(dǎo)致的空難事故頻發(fā),不斷涌現(xiàn)的鋰電池空運(yùn)安全問題引起了民航行業(yè)組織及世界各國廣泛關(guān)注。由于機(jī)載哈龍滅火系統(tǒng)無法有效撲滅鋰電池火災(zāi),加之聯(lián)合國和國際民航組織限制哈龍滅火劑的相關(guān)要求,因此研究有效的滅火技術(shù)、設(shè)計合理的滅火系統(tǒng)成為了確保鋰電池空運(yùn)安全的重中之重。本文通過自主搭建的鋰電池燃燒爆炸試驗(yàn)平臺開展相關(guān)實(shí)驗(yàn),對鋰離子電池燃燒現(xiàn)象及其相應(yīng)機(jī)理進(jìn)行了探討。結(jié)合滅火、探測和爆炸防護(hù)三個方面,對滅火系統(tǒng)進(jìn)行單元劃分,確定細(xì)水霧為集成滅火系統(tǒng)中使用的滅火介質(zhì),利用可燃?xì)怏w型火災(zāi)探測器對鋰電池火災(zāi)進(jìn)行探測,并將滅火及探測單元集成在ULD中。隨后利用可視化建模軟件PyroSim建立集成滅火系統(tǒng)仿真模型,針對細(xì)水霧參數(shù)及安置方案對滅火效果的影響進(jìn)行仿真分析,確定適用于ULD集成滅火系統(tǒng)的細(xì)水霧參數(shù)及配置方案。最終對系統(tǒng)集成方案進(jìn)行設(shè)計,形成完整的空運(yùn)鋰電池ULD集成滅火系統(tǒng)。研究結(jié)果表明,鋰離子電池的火災(zāi)爆炸過程可分為初爆和二次燃燒兩個關(guān)鍵節(jié)點(diǎn),其火災(zāi)風(fēng)險性與額定容量及電荷狀態(tài)成正比關(guān)系;隨著細(xì)水霧霧滴直徑的減小以及噴霧速度、強(qiáng)度、角度的增大,細(xì)水霧的滅火效果逐漸增強(qiáng);在確保滅火效果并兼顧經(jīng)濟(jì)成本的前提下,單一噴頭豎直向下噴霧、霧滴直徑為100μm、噴霧速度為30m/s、噴霧強(qiáng)度為2 L/min、噴霧角度為60°為最佳的系統(tǒng)配置;可燃?xì)怏w型火災(zāi)探測器可對鋰電池火災(zāi)提供最為迅速的響應(yīng)。本研究將滅火系統(tǒng)集成在ULD中,使之能夠快速探測和撲滅鋰電池火災(zāi),防止火勢在貨艙中的蔓延。該系統(tǒng)可以在不改變現(xiàn)有飛機(jī)滅火系統(tǒng)的情況下,對鋰電池進(jìn)行持續(xù)保護(hù),具有成本低、可靠性高、易于操作等特點(diǎn),可廣泛應(yīng)用于民航飛機(jī)的貨艙中,并有效的解決了鋰電池空運(yùn)的安全問題。本研究的成果不僅可以為飛機(jī)ULD集成滅火系統(tǒng)的設(shè)計、實(shí)現(xiàn)提供理論及技術(shù)支持,同時還可以為目前我國空運(yùn)危險品尤其是鋰電池安全運(yùn)輸管理提供技術(shù)指導(dǎo)和決策支持。
【關(guān)鍵詞】：鋰電池 火災(zāi) 集裝器 細(xì)水霧 滅火系統(tǒng) 數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：中國民航大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：X932
【目錄】：

• 摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 第一章 緒論11-18
• 1.1 研究背景與意義11-13
• 1.1.1 研究背景11-12
• 1.1.2 研究意義12-13
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-15
• 1.2.1 鋰電池?zé)崾Э匮芯楷F(xiàn)狀分析13-14
• 1.2.2 飛機(jī)滅火技術(shù)研究現(xiàn)狀分析14-15
• 1.3 研究內(nèi)容和技術(shù)路線15-18
• 1.3.1 研究內(nèi)容15-17
• 1.3.2 技術(shù)路線17-18
• 第二章 鋰電池燃燒實(shí)驗(yàn)及燃爆機(jī)理分析18-30
• 2.1 鋰電池燃燒實(shí)驗(yàn)18-25
• 2.1.1 實(shí)驗(yàn)鋰電池選擇與實(shí)驗(yàn)方案18-20
• 2.1.2 鋰電池燃燒實(shí)驗(yàn)平臺設(shè)計20-22
• 2.1.3 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析22-25
• 2.2 鋰離子電池燃爆機(jī)理分析25-28
• 2.2.1 鋰離子電池工作原理25-26
• 2.2.2 鋰離子電池燃燒爆炸機(jī)理26-28
• 2.3 本章小結(jié)28-30
• 第三章 空運(yùn)鋰電池滅火系統(tǒng)組成單元分析30-41
• 3.1 滅火系統(tǒng)單元劃分及功能要求30-31
• 3.2 鋰電池滅火系統(tǒng)組成單元分析31-40
• 3.2.1 滅火單元分析31-34
• 3.2.2 探測報警單元分析34-38
• 3.2.3 貨物裝載及防護(hù)單元分析38-40
• 3.3 本章小結(jié)40-41
• 第四章 基于數(shù)值模擬的滅火單元研究41-70
• 4.1 火災(zāi)數(shù)值模擬軟件分析與篩選41-44
• 4.1.1 火災(zāi)數(shù)值模擬軟件41-43
• 4.1.2 FDS與PyroSim軟件43-44
• 4.2 細(xì)水霧對ULD內(nèi)鋰電池滅火過程數(shù)值模擬44-63
• 4.2.1 火災(zāi)場景設(shè)定44-47
• 4.2.2 細(xì)水霧參數(shù)對滅火效果的影響分析47-63
• 4.3 細(xì)水霧噴頭安置方案及滅火單元其他構(gòu)件的匹配63-68
• 4.3.1 不同噴頭安置方案滅火效果分析63-67
• 4.3.2 滅火單元其它構(gòu)件的匹配67-68
• 4.4 本章小結(jié)68-70
• 第五章 鋰電池ULD滅火系統(tǒng)集成方案設(shè)計70-73
• 5.1 滅火系統(tǒng)集成方案總體布局70-71
• 5.2 集成滅火系統(tǒng)空運(yùn)操作規(guī)程71-72
• 5.3 本章小結(jié)72-73
• 第六章 結(jié)論與展望73-75
• 6.1 結(jié)論73
• 6.2 展望73-75
• 參考文獻(xiàn)75-81
• 致謝81-82
• 作者簡介82

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：608779