熱釋放速率的案例
使用火災(zāi)動(dòng)力學(xué)模擬器(FDS)完成火災(zāi)CFD模擬課程（英） ￥15
使用火災(zāi)動(dòng)力學(xué)模擬器(FDS)完成火災(zāi)CFD模擬課程（英）
發(fā)布于2026年3月
MP4 | 視頻：h264, 1920x1080 | 音頻：AAC, 44.1 KHz, 雙聲道
語(yǔ)言：英語(yǔ) | 時(shí)長(zhǎng)：12小時(shí)45分鐘 | 大小：9.42 GB
**FDS實(shí)用火災(zāi)建模 — 熱釋放速率、暖通空調(diào)、控制系統(tǒng)及高級(jí)CFD應(yīng)用**
**您將學(xué)到什么**
- 使用FDS和 PyroSim 構(gòu)建完整的火災(zāi)模擬模型，從幾何設(shè)置到結(jié)果解讀。
- 設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)化計(jì)算網(wǎng)格，并利用特征火災(zāi)直徑計(jì)算合適的單元尺寸。
- 定義材料、反應(yīng)、組分和表面，以準(zhǔn)確模擬火災(zāi)增長(zhǎng)和煙氣行為。
- 布置和配置測(cè)量裝置，用于測(cè)量溫度、能見(jiàn)度、煙氣層高度、熱釋放速率和流量。
**課程要求**
- 具備傳熱學(xué)和流體力學(xué)等工程基礎(chǔ)的基本理解會(huì)有幫助，但非強(qiáng)制要求。
- 無(wú)需具備FDS或PyroSim的先驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)。課程循序漸進(jìn)地涵蓋基礎(chǔ)知識(shí)和高級(jí)概念。
- 需要一臺(tái)能夠運(yùn)行PyroSim和FDS模擬的計(jì)算機(jī)。
- 必須具備學(xué)習(xí)計(jì)算火災(zāi)建模并應(yīng)用工程判斷的意愿。
**課程描述**
火災(zāi)建模在性能化消防安全設(shè)計(jì)中已不再是可選項(xiàng) — 它是必不可少的。
這門(mén)關(guān)于火災(zāi)動(dòng)力學(xué)模擬器(FDS)的完整專業(yè)課程，將帶您從零基礎(chǔ)走向高級(jí)實(shí)際火災(zāi)建模應(yīng)用。無(wú)論您是消防工程師、CFD工程師、機(jī)械工程師、安全顧問(wèn)還是研究人員，本課程旨在讓您在構(gòu)建、運(yùn)行和解讀火災(zāi)模擬方面具備專業(yè)能力。
我們從火災(zāi)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)、燃燒原理以及理解FDS工作原理所需的CFD基礎(chǔ)知識(shí)開(kāi)始。
展開(kāi) 第46章 reactingTwoPhaseEulerFoam （2）
*InertPhaseModel
這個(gè)模板類(lèi)用于非反應(yīng)階段，因此，對(duì)于熱釋放速率和質(zhì)量傳遞速率，它返回零。
*ReactingPhaseModel
該模板類(lèi)用于反應(yīng)相。因此，熱釋放速率和傳質(zhì)速率通過(guò)后面的反應(yīng)模型計(jì)算并返回。
未完待續(xù)~~
文章來(lái)源：OpenFOAM
調(diào)控水凝膠降解、蛋白質(zhì)釋放方式和速率！
選擇NB-酯和NB-氨基甲酸酯是因?yàn)樗鼈兙哂邢嗨频墓饨庑袨榧跋喾吹乃庑袨椋@提供了創(chuàng)建組合及順序釋放的機(jī)制。水凝膠光降解速率在共聚焦顯微鏡下進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)兩個(gè)水凝膠層內(nèi)的熒光強(qiáng)度均以相似的速率降低（圖4A），并且水凝膠相對(duì)高度在照射后降低（圖4B）。
圖4.雙功能同心圓柱水凝膠組合的蛋白釋放。（A）同心圓水凝膠隨光照時(shí)間的變化。（B）在0分鐘（左），7.5分鐘（中）和12.5分鐘（右）時(shí)，同心圓柱狀水凝膠的表面（頂部）和側(cè)面的圖像。比例尺500 μm。
接著，他們將水凝膠浸泡在PBS（pH = 10），NB-酯水凝膠層降解并釋放BSA-AF488。隨后用紫外光照射剩余的水凝膠以降解NB-氨基甲酸酯水凝膠層并釋放BSA-AF647。在堿性緩沖液中浸泡60分鐘后，NB-酯層的熒光強(qiáng)度降低，釋放出BSA-AF488，隨后在紫外光照射下NB-氨基甲酸酯層迅速釋BSA-AF647（圖5）。這證實(shí)了水凝膠中NB交聯(lián)劑的不同降解方式和速率在控制封裝及釋放的實(shí)用性。作者展示了一種通過(guò)簡(jiǎn)單的過(guò)程來(lái)導(dǎo)向釋放的簡(jiǎn)便方法，這種方法為設(shè)計(jì)具有可調(diào)節(jié)和可控制特性的可降解材料提供了新的思路和機(jī)會(huì)。
圖5.從雙重功能的同心圓柱水凝膠依次釋放蛋白質(zhì)。（A）NB-酯水凝膠層（綠色）在堿性條件下降解，而NB-氨基甲酸酯水凝膠層（紫色）在光照射才觀察到降解。 （B）在0分鐘（左），60分鐘（中）和75分鐘（右）的水凝膠圖像。比例尺500 μm。
參考文獻(xiàn)：https://doi.org/10.1021/jacs.9b11564
展開(kāi) 四川大學(xué)王玉忠院士團(tuán)隊(duì)提出棉織物無(wú)醛耐洗阻燃新方法
在熱輻射功率為35 kw/m2錐形量熱測(cè)試中，阻燃織物的峰值熱釋放速率（PHRR）從173.1 kW/m2降低至125.6 kW/m2；經(jīng)100次洗滌之后，其PHRR仍能維持在139.3 kW/m2；而在50 kw/m2的熱輻射功率下，阻燃棉織物的PHRR可下降約50%，說(shuō)明更高的熱輻射利于金屬催化TA形成隔熱炭層，發(fā)揮阻燃作用。此外，該阻燃涂層可通過(guò)改變金屬離子種類(lèi)，調(diào)控織物阻燃性能。例如，使用Co2+/Zn2+進(jìn)行絡(luò)合時(shí)，所得棉織物在經(jīng)過(guò)20次模擬洗滌之后，LOI仍高達(dá)30%以上，且通過(guò)垂直燃燒測(cè)試。該不含Cl、Br、P等傳統(tǒng)阻燃元素的耐久阻燃涂層能有效降低棉織物在長(zhǎng)期使用過(guò)程中的火災(zāi)危險(xiǎn)。
圖2. 經(jīng)不同次數(shù)模擬洗滌后涂層棉織物的水平燃燒行為及錐形量熱測(cè)試（35 kw/m2）中熱釋放速率曲線
研究者進(jìn)一步闡明了該涂層的阻燃作用機(jī)制。通過(guò)熱重分析，發(fā)現(xiàn)該涂層可減緩棉織物在高溫下的分解速率，并且促進(jìn)棉織物形成更多的殘?zhí)俊呙桦娮语@微鏡（SEM）和拉曼（Raman）測(cè)試表明阻燃織物纖維在燃燒后表面被粗厚且致密的炭層所覆蓋，該炭層為具有較小ID/IG值的石墨化炭（圖3）。結(jié)合熱重-紅外聯(lián)用（TG-IR）結(jié)果，發(fā)現(xiàn)該涂層形成的炭化物可有效減少棉織物在受熱時(shí)產(chǎn)生的可燃揮發(fā)性產(chǎn)物，減少材料燃燒時(shí)反饋至火焰區(qū)的“燃料”（圖4）。綜合多種測(cè)試手段分析，TC涂層受熱時(shí)，其中TA在金屬離子催化作用下轉(zhuǎn)變成大尺寸的石墨化熱穩(wěn)定炭層，聚集結(jié)塊并覆蓋在纖維表面，構(gòu)成熱穩(wěn)定的屏障，有效阻止熱量、氧氣和易燃揮發(fā)物的傳遞，從而起到阻燃作用。
圖3.
展開(kāi) 
工程抗火試驗(yàn)指南——三類(lèi)火災(zāi)試驗(yàn)
2 Combustion Characteristic
建筑材料燃燒性能系列試驗(yàn)設(shè)備
▼FTT雙柜式錐形量熱儀
FTT雙柜錐型量熱計(jì)是以氧消耗原理為基礎(chǔ)的，采用耗氧量原理測(cè)量材料的熱釋放速率。所謂耗氧量原理就是：材料燃燒時(shí)消耗每一單位的氧氣所釋放的熱量基本是相同的，并測(cè)出這個(gè)值為13.1MJ/kg±5%。在實(shí)驗(yàn)中，我們可在負(fù)載單元上加載樣品，測(cè)量樣品在燃燒過(guò)程中的質(zhì)量損失率；加熱樣品并通過(guò)電火花點(diǎn)火點(diǎn)燃，可測(cè)試其可燃性能和點(diǎn)燃時(shí)間；將燃燒氣體收集在隨附管道和排氣罩中，通過(guò)采集煙氣壓差、氣體濃度和溫度的變化，自動(dòng)測(cè)試其熱釋放速率等指標(biāo)；使用光學(xué)裝置，可測(cè)量其煙密度性能參數(shù)；同時(shí)通過(guò)以上數(shù)據(jù)的獲取，進(jìn)而得到有效燃燒熱、比消光面積等延伸數(shù)據(jù)。錐形量熱儀測(cè)試是一種安全，快速，準(zhǔn)確的檢測(cè)方式，除了產(chǎn)品開(kāi)發(fā)外，錐形量熱儀還可以作為質(zhì)量控制工具。
展開(kāi) 馬里蘭大學(xué)胡良兵Adv. Funct. Mater.：密實(shí)、自形成的炭層使阻燃木材結(jié)構(gòu)材料成為可能
(a) 臨界熱通量(qcrit)得以確定；
(b) 熱響應(yīng)參數(shù)(TRP) 得以確定。
圖4 天然木材和致密木材的燃燒行為對(duì)比
(a) 外部熱通量為30 kW m-2時(shí)天然木材和致密木材的HRR曲線；
(b) 天然木材的燃燒行為示意圖；
(c) 致密木材的燃燒行為示意圖；
(d) 外部熱通量為30 kW m-2時(shí)天然木材和致密木材的點(diǎn)火時(shí)間；
(e) 外部熱通量為30 kW m-2時(shí)天然木材和致密木材的平均熱釋放率；
(f) 外部熱通量為30 kW m-2時(shí)天然木材和致密木材的有效燃燒熱。
展開(kāi) 電氣輔材塑料UL94阻燃測(cè)試哪個(gè)等級(jí)=材料具有可控制的燃燒特性？
中心可依據(jù)國(guó)際國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)，提供涵蓋UL 94垂直燃燒、極限氧指數(shù)、煙密度（NBS煙箱法）、錐形量熱（熱釋放速率、生煙速率等）等項(xiàng)目的權(quán)威阻燃性能綜合評(píng)價(jià)。
咨詢電話：020-66221668
國(guó)高材分析測(cè)試中心UL燃燒試驗(yàn)箱
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華南理工大學(xué)張水洞教授團(tuán)隊(duì)：催化氧化制備羧基化多糖成炭劑及環(huán)氧樹(shù)脂超高膨脹炭層的機(jī)理
為獲高效的IFR，經(jīng)典的研究策略是對(duì)炭源（成炭劑）、氣源和酸源進(jìn)行調(diào)控，而對(duì)具有高膨脹比的IFR動(dòng)態(tài)演變機(jī)制、熱分解過(guò)程氣體和炭層形成機(jī)制仍未清晰描述。
華南理工大學(xué)張水洞教授課題組近年研究發(fā)現(xiàn)，以低濃度的金屬離子催化過(guò)氧化氫，可定位氧化淀粉、纖維素和木粉，通過(guò)改變氧化劑濃度，產(chǎn)物的羧基含量在5~100%范圍內(nèi)可調(diào)。這些羧基化多糖成炭劑，如氧化淀粉(OS)(1)、氧化木粉(OWF)和氧化再生纖維素（ORCC）(2)可用作環(huán)氧樹(shù)脂（EP）和聚乳酸（PLA）的高效成炭劑。當(dāng)加入5wt%的ORCC15.6（ORCC后的數(shù)字表示羧基含量）和5wt%的MFAPP后，膨脹阻燃環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料的極限氧指數(shù)(LOI)值超過(guò)29，垂直燃燒測(cè)試能達(dá)到UL94 V-0等級(jí)。EP/MFAPP/ORCC15.6的熱釋放速率峰值(PHRR)，總放熱(THR)和總煙霧產(chǎn)生(TSP)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于純EP和相同阻燃劑含量的EP/MFAPP/PER（PER是，一種傳統(tǒng)成炭劑）(3)。西班牙馬德里IMDEA材料研究所王德義教授將該方法制備的氧化木粉(OWF)用于提高 PLA生物復(fù)合材料阻燃性能，發(fā)現(xiàn)其放熱率峰值（PHRR）顯著降低，同時(shí)有效的提高LOI值，并通過(guò)了UL94 V-0等級(jí)(4, 5)。這些結(jié)果表明，對(duì)于EP和PLA膨脹阻燃體系，與傳統(tǒng)成炭劑（PER等）相比，采用OS/ORC/OWF能展現(xiàn)出更高的催化成炭效果，從而大幅度提升其阻燃性能。
展開(kāi) 鋰電儲(chǔ)能系統(tǒng)熱失控防控技術(shù)研究進(jìn)展
1.2 特征溫度規(guī)律
Feng等揭示了熱失控特征溫度規(guī)律，認(rèn)為熱失控有3個(gè)特征溫度T1、T2、T3，如圖3所示。T1為自產(chǎn)熱起始溫度，從此溫度開(kāi)始，內(nèi)部活性物質(zhì)開(kāi)始具有明顯的放熱反應(yīng)，此階段各反應(yīng)有重疊發(fā)生且持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)；T2為熱失控觸發(fā)溫度，此溫度代表電池內(nèi)部發(fā)生內(nèi)短路，熱失控此時(shí)發(fā)生，溫度瞬時(shí)升高，氣體產(chǎn)生并迅速積累，容易形成射流火焰；T3為熱失控最高溫度，表示電池在熱電化學(xué)能量都被釋放出來(lái)時(shí)電池可達(dá)到的最高溫度，此溫度一般對(duì)應(yīng)最高的熱釋放速率，幾乎和熱失控觸發(fā)溫度T2同時(shí)出現(xiàn)。Zhang等、Liu等和Zhao等利用不同濫用方式觸發(fā)熱失控的研究均驗(yàn)證了此規(guī)律的正確性。據(jù)此，可將熱失控劃分為3個(gè)時(shí)期：T1～T2為熱失控早期，T2～T3為熱失控發(fā)生期，T3之后為火災(zāi)初期。熱失控特征溫度規(guī)律可為熱失控防控技術(shù)與措施提供參考，即如果能在熱失控早期將熱失控演化的信號(hào)識(shí)別出來(lái)，就可以避免火災(zāi)事故的發(fā)生。
圖3熱失控特征溫度規(guī)律
1.3 熱失控產(chǎn)氣規(guī)律
電池熱失控致使火災(zāi)事件發(fā)生，電池內(nèi)部副反應(yīng)除了貢獻(xiàn)了熱量，還釋放了大量可燃、有毒氣體。可燃?xì)怏w在電池殼密閉空間迅速產(chǎn)生形成了鋰電池火災(zāi)的特殊現(xiàn)象射流火。結(jié)合目前對(duì)熱失控氣體成分的測(cè)量發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)生的共性氣體有CO、H2、CO2、CH4、C2H6、HF、電解液蒸汽等。對(duì)熱失控產(chǎn)氣規(guī)律的認(rèn)識(shí)有助于理解電池的燃爆特性并提供防控思路。進(jìn)一步地，Mao等建立了18650型鋰電池的集總模型，填補(bǔ)了熱失控過(guò)程中關(guān)于氣體產(chǎn)生速率和射流速度的知識(shí)空白。Li等根據(jù)熱失控噴發(fā)氣體火災(zāi)三角形，指出打破火災(zāi)三角形邊界任何一個(gè)因素都可以阻止熱失控氣體著火。此外，Zhang等對(duì)氣體毒性進(jìn)行了評(píng)估，Mier等提供了計(jì)算電池內(nèi)部壓力積聚的方法，增進(jìn)了對(duì)熱失控產(chǎn)氣的認(rèn)識(shí)。
1.4 內(nèi)短路機(jī)理
Maleki等采用實(shí)驗(yàn)和熱建模的方法研究了內(nèi)短路。
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