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一溴三氟丙烯灭火过程中HF的产生机理及生成量研究
  • ISSN号:0567-7351
  • 期刊名称:化学学报
  • 时间:0
  • 页码:1829-1836
  • 语言:中文
  • 分类:O614.121[理学—无机化学;理学—化学]
  • 作者机构:[1]南开大学环境科学与工程学院,天津300071, [2]中国科学技术大学火灾科学国家重点实验室,合肥230026, [3]公安部天津消防研究所,天津300381
  • 相关基金:国家自然科学基金(No.50706018)资助项目
  • 相关项目:洁净化学灭火气体动力学灭火机理及环境友好性研究
中文摘要:

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.

英文摘要:

In the fire-extinguishing process by halocarbon fire extinguishing agent, HF that produced by halocarbon decomposition not only has severe erosion to the metal apparatus, but also make serious harm to the people in fire scene. So the production of HF in fire extinguishing process is an important factor for the application of halocarbon fire extinguishing agent. 1-Bromo-3,3,3-trifluoropropene (BTP), as a kind of tro- podegradable halocarbon, is believed to be a potential Halon replacement by fire scientists. However, the study about HF production amount and mechanism is not thorough until now. In this paper, the decomposi-tion of BTP under different temperature is calculated by ab initio method at B3LYP/6-311++G (d,p) level firstly. And then, the production amount of HF is measured real-timely by in-situ spectral diagnostics method when BTP is discharged into the fire protection place. Furthermore, on the basis of the ab initio calculation results and theory analysis of thermodynamics, the model for predicting HF production amount is set up. Finally, by comparing the calculated results and experimental results about HF production amount,the HF production predicting theory model was validated. The research results in the paper show that the flame temperature and the interaction time between BTP and flame are key factors for the HF production amount. By the real time experimental measuring, the HF production amount predicting model that set up on the base of ab initio calculation results is proved to be veracious. The research results in this paper can provide a basis for optimizing BTP system designation and broaden the scope of BTP engineering applications.

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期刊信息
  • 《化学学报》
  • 北大核心期刊(2014版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国化学会 中国科学院上海有机化学研究所
  • 主编:周其林
  • 地址:上海市零陵路345号
  • 邮编:200032
  • 邮箱:hxxb@sioc.ac.cn
  • 电话:021-54925085
  • 国际标准刊号:ISSN:0567-7351
  • 国内统一刊号:ISSN:31-1320/O6
  • 邮发代号:4-209
  • 获奖情况:
  • 首届国家期刊奖,第二届国家期刊奖提名奖,中国期刊方阵“双高期刊”
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国科学引文索引(扩展库),日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:28694