低压环境下航空电缆燃烧特性研究
发布时间：2022-01-16 06:31
本文紧扣飞机航空电缆飞行中低压环境热安全科学问题,依托高高原航空安全实验室和民航基础技术研究基地,展开自然常压和低压环境下航空电缆燃烧特性对比实验。实验研究内容包括,不同热辐射条件下航空电缆的点燃性能,对比分析航空电缆及套层的点燃时间和热辐射温度;航空电缆的烟气性能,对比分析航空电缆及套层的烟密度及CO、CO2和O2;不同氧浓度条件下航空电缆的耐热性能,对比分析航空电缆及套层的燃烧持续时间和质量损失速率。在常压与低压两种工况下的对比实验基础上,本文分析了航空电缆及其内部套层耦合的燃烧特性,一是从航空电缆材料的点燃时间和辐射温度分析,当在500℃-600℃热辐射温度下,材料的耐热性能快速减弱,火灾危险性增加;随着外界热辐射温度逐渐增加,压力因素对点燃时间的影响减弱。护套层耐热性比绝缘层差,而整根电缆的耐热性强于护套+绝缘层,并且低压下的点燃时间大于常压;二是根据航空电缆的烟密度和气体浓度分析,常压比低压下烟密度大且时间更长;常压下整根电缆和护套+绝缘层消耗O2和产生CO2大于低压,而低压下护套层和绝缘...
【文章来源】：中国民用航空飞行学院四川省
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
2航空电缆实验安排流程图
中国民用航空飞行学院硕士学位论文121.3.3技术路线本文在四川康定高高原航空安全实验室（61kPa）和四川广汉民航基础技术研究基地(96kPa)两种工况环境下，对航空电缆和普通电缆先进行多组空白实验，分析两者差异，技术路线如图1.3.3所示。考虑民用飞机运行的特殊环境，最终对典型FXL型航空电缆及套层展开研究，通过改变环境压力、氧气浓度和辐射温度等条件，对比分析航空电缆及套层的烟气性能、点燃性能和耐热性能等燃烧特性的差异。图1.3.3航空电缆燃烧试验技术路线图1.4论文结构安排本论文主要通过开展在低压环境下航空电缆及套层耦合材料的燃烧性能研究，将燃烧实验数据结合理论公式进行分析，揭示航空电缆及其内部套层材料在低压环境下的火灾危险性，为制定民用航空器的适航审定标准和防火安全提供理论支持和数据参考，前期文献综述广泛结合国内外学者关于电缆燃烧方面的研究成果，实验部分主要分为航空电缆材料的点燃性能、烟气性能和耐热性能等方面，围绕这些研究角度，将论文大致分为六个章节，接下来简单介绍各个章节的主要内容：第一章为绪论。查阅国内外文献资料发现，对于民用航空器内的电缆材料在特殊低压环境下燃烧特性研究较少。国内外民航运输业发展较快，对于飞机内的航空电缆需求量较大，由于飞机夹层内的航空电缆长时间使用会存在维护不足，导致短路和老化等情况，会导致发生电缆燃烧，提高飞行过程中发生火灾的危险性，因此需要开展航空电缆材料及套层的燃烧性能实验。同时根据调研文献也发现，低气压环境会对电缆燃烧产生影响。由于航空器飞行过程中长时间处于低压环境以及考虑我国目前拥有大约80%的高
中国民用航空飞行学院硕士学位论文15源供应传输，该实验材料购买于国内的某家航空电缆材料供应商。主要结构有护套层（腊克棉纱）、绝缘层（橡胶）和导体（镀锡铜），将实验材料截成每段长度为40mm和100mm进行小尺度的燃烧试验。此实验操作和方法均按照国家标准（GBT12666/IEC332-3）、电缆燃烧性能检测标准GB31247-2014《电缆及光缆燃烧性能分级》和中国民用航空局制定了CCAR-25-R4标准进行。为了减少实验过程中误差，保证试验样品的一致性，试验样品均由高精度切割机剪切，且试验开始前对所使用的的样品在高精度天平上进行称重，以便实验后误差分析处理。此外，试验前将航空电缆材料均存放于恒温加热箱中，减少空气中水分对实验样品的影响，电缆属性及结构如表2.1.1和图2.1.1所示。表2.1.1-1航空电缆材料属性电缆类型FXL材料属性组成燃烧性能护套层二甲苯分、氨纶、硝基纤维、增韧剂燃烧绝缘层TPE热塑性橡胶、阻燃剂燃烧导体无氧铜、锡不燃图2.1.1FXL型航空电缆材料结构2.1.2点燃特性的实验设计与方法为研究热辐射强度对航空电缆及其套层材料点燃时间的影响，搭建了外部热辐射加热实验平台，热辐射加热箱实物如图2.1.2所示。本实验在一个改装的热辐射加热箱中
【参考文献】：
期刊论文
[1]耐火抑烟硬质PVC的制备及性能研究[J]. 康诗懿,邬素华,倪凯,张萌,刘学. 塑料科技. 2019(03)
[2]基于CONE的电缆火灾危险性分析与多层次综合评价[J]. 张博思,张佳庆,谢辉,王刘芳,范明豪. 工程塑料应用. 2018(02)
[3]配电室电缆火灾的数值模拟[J]. 白云,苟瑞君. 建筑技术. 2017(S1)
[4]电线电缆带电燃烧研究进展[J]. 张佳庆,张博思,王刘芳,范明豪,谢辉,李伟. 材料导报. 2017(15)
[5]C919之路[J]. 大飞机. 2017(05)
[6]飞机货舱低气压环境对火灾探测参量影响研究[J]. 王洁,潘杨月,郑荣,陆松. 火灾科学. 2016(04)
[7]国标、IEC标准与英标电线电缆耐火特性试验差异[J]. 胡林明,冯军,唐勇,包光宏,张秉浩. 建筑电气. 2016(09)
[8]典型电缆火灾条件下烟气运动规律的数值模拟[J]. 彭玉辉. 船海工程. 2016(02)
[9]电线电缆燃烧试验标准溯源与测试体系研究[J]. 张佳庆,范明豪,杜晓峰,武海澄,李伟,李开源,Richard Yuen. 绝缘材料. 2015(09)
[10]电线电缆阻燃化研究现状[J]. 黄辉,徐耀亮. 上海塑料. 2012(03)
博士论文
[1]低压条件下的典型可燃物燃烧特性的实验研究[D]. 姚嘉杰.中国科学技术大学 2016
[2]典型通电导线燃烧特性与烟颗粒形谱特征研究[D]. 王晓伟.中国科学技术大学 2015
[3]低压条件下气体射流的燃烧特性与火焰形态研究[D]. 李海航.中国科学技术大学 2014
[4]低气压环境对池火火行为及羽流特性的影响机理研究[D]. 周志辉.中国科学技术大学 2014
[5]典型电缆燃烧性能研究[D]. 付强.中国科学技术大学 2012
[6]固体可燃物热解气化及热解气对冲流场点燃过程模型与实验研究[D]. 戴佳昆.中国科学技术大学 2012
[7]高原环境下压力影响气体燃烧特征和烟气特性的实验与模拟研究[D]. 杨满江.中国科学技术大学 2011
[8]西藏高原低压低氧条件下可燃物燃烧特性和烟气特性研究[D]. 李振华.中国科学技术大学 2009
[9]聚氯乙烯电缆火灾特性及其影响因素研究[D]. 王蔚.中国科学技术大学 2008
硕士论文
[1]受限空间锂离子电池燃爆特性研究[D]. 韩旭.中国民用航空飞行学院 2019
[2]阻燃硬质聚氨酯泡沫的抑烟减毒研究[D]. 段立金.中国科学技术大学 2017
[3]渐强环形热流作用下的阻燃电缆细观膨胀与引燃机理研究[D]. 龚泰.中国科学技术大学 2017
[4]低压条件下FEP导线热解与着火实验研究[D]. 赵思威.中国科学技术大学 2017
[5]PVC/LDH电缆材料的火灾蔓延特性数值模拟[D]. 曹会.首都经济贸易大学 2013
[6]不同低气压环境下甲醇和乙醇池火燃烧特性的实验研究[D]. 花荣胜.中国科学技术大学 2011
[7]不同海拔高度下典型可碳化固体表面火蔓延实验研究[D]. 李杰.中国科学技术大学 2009
本文编号：3592123
【文章来源】：中国民用航空飞行学院四川省
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
2航空电缆实验安排流程图
中国民用航空飞行学院硕士学位论文121.3.3技术路线本文在四川康定高高原航空安全实验室（61kPa）和四川广汉民航基础技术研究基地(96kPa)两种工况环境下，对航空电缆和普通电缆先进行多组空白实验，分析两者差异，技术路线如图1.3.3所示。考虑民用飞机运行的特殊环境，最终对典型FXL型航空电缆及套层展开研究，通过改变环境压力、氧气浓度和辐射温度等条件，对比分析航空电缆及套层的烟气性能、点燃性能和耐热性能等燃烧特性的差异。图1.3.3航空电缆燃烧试验技术路线图1.4论文结构安排本论文主要通过开展在低压环境下航空电缆及套层耦合材料的燃烧性能研究，将燃烧实验数据结合理论公式进行分析，揭示航空电缆及其内部套层材料在低压环境下的火灾危险性，为制定民用航空器的适航审定标准和防火安全提供理论支持和数据参考，前期文献综述广泛结合国内外学者关于电缆燃烧方面的研究成果，实验部分主要分为航空电缆材料的点燃性能、烟气性能和耐热性能等方面，围绕这些研究角度，将论文大致分为六个章节，接下来简单介绍各个章节的主要内容：第一章为绪论。查阅国内外文献资料发现，对于民用航空器内的电缆材料在特殊低压环境下燃烧特性研究较少。国内外民航运输业发展较快，对于飞机内的航空电缆需求量较大，由于飞机夹层内的航空电缆长时间使用会存在维护不足，导致短路和老化等情况，会导致发生电缆燃烧，提高飞行过程中发生火灾的危险性，因此需要开展航空电缆材料及套层的燃烧性能实验。同时根据调研文献也发现，低气压环境会对电缆燃烧产生影响。由于航空器飞行过程中长时间处于低压环境以及考虑我国目前拥有大约80%的高
中国民用航空飞行学院硕士学位论文15源供应传输，该实验材料购买于国内的某家航空电缆材料供应商。主要结构有护套层（腊克棉纱）、绝缘层（橡胶）和导体（镀锡铜），将实验材料截成每段长度为40mm和100mm进行小尺度的燃烧试验。此实验操作和方法均按照国家标准（GBT12666/IEC332-3）、电缆燃烧性能检测标准GB31247-2014《电缆及光缆燃烧性能分级》和中国民用航空局制定了CCAR-25-R4标准进行。为了减少实验过程中误差，保证试验样品的一致性，试验样品均由高精度切割机剪切，且试验开始前对所使用的的样品在高精度天平上进行称重，以便实验后误差分析处理。此外，试验前将航空电缆材料均存放于恒温加热箱中，减少空气中水分对实验样品的影响，电缆属性及结构如表2.1.1和图2.1.1所示。表2.1.1-1航空电缆材料属性电缆类型FXL材料属性组成燃烧性能护套层二甲苯分、氨纶、硝基纤维、增韧剂燃烧绝缘层TPE热塑性橡胶、阻燃剂燃烧导体无氧铜、锡不燃图2.1.1FXL型航空电缆材料结构2.1.2点燃特性的实验设计与方法为研究热辐射强度对航空电缆及其套层材料点燃时间的影响，搭建了外部热辐射加热实验平台，热辐射加热箱实物如图2.1.2所示。本实验在一个改装的热辐射加热箱中
【参考文献】：
期刊论文
[1]耐火抑烟硬质PVC的制备及性能研究[J]. 康诗懿,邬素华,倪凯,张萌,刘学. 塑料科技. 2019(03)
[2]基于CONE的电缆火灾危险性分析与多层次综合评价[J]. 张博思,张佳庆,谢辉,王刘芳,范明豪. 工程塑料应用. 2018(02)
[3]配电室电缆火灾的数值模拟[J]. 白云,苟瑞君. 建筑技术. 2017(S1)
[4]电线电缆带电燃烧研究进展[J]. 张佳庆,张博思,王刘芳,范明豪,谢辉,李伟. 材料导报. 2017(15)
[5]C919之路[J]. 大飞机. 2017(05)
[6]飞机货舱低气压环境对火灾探测参量影响研究[J]. 王洁,潘杨月,郑荣,陆松. 火灾科学. 2016(04)
[7]国标、IEC标准与英标电线电缆耐火特性试验差异[J]. 胡林明,冯军,唐勇,包光宏,张秉浩. 建筑电气. 2016(09)
[8]典型电缆火灾条件下烟气运动规律的数值模拟[J]. 彭玉辉. 船海工程. 2016(02)
[9]电线电缆燃烧试验标准溯源与测试体系研究[J]. 张佳庆,范明豪,杜晓峰,武海澄,李伟,李开源,Richard Yuen. 绝缘材料. 2015(09)
[10]电线电缆阻燃化研究现状[J]. 黄辉,徐耀亮. 上海塑料. 2012(03)
博士论文
[1]低压条件下的典型可燃物燃烧特性的实验研究[D]. 姚嘉杰.中国科学技术大学 2016
[2]典型通电导线燃烧特性与烟颗粒形谱特征研究[D]. 王晓伟.中国科学技术大学 2015
[3]低压条件下气体射流的燃烧特性与火焰形态研究[D]. 李海航.中国科学技术大学 2014
[4]低气压环境对池火火行为及羽流特性的影响机理研究[D]. 周志辉.中国科学技术大学 2014
[5]典型电缆燃烧性能研究[D]. 付强.中国科学技术大学 2012
[6]固体可燃物热解气化及热解气对冲流场点燃过程模型与实验研究[D]. 戴佳昆.中国科学技术大学 2012
[7]高原环境下压力影响气体燃烧特征和烟气特性的实验与模拟研究[D]. 杨满江.中国科学技术大学 2011
[8]西藏高原低压低氧条件下可燃物燃烧特性和烟气特性研究[D]. 李振华.中国科学技术大学 2009
[9]聚氯乙烯电缆火灾特性及其影响因素研究[D]. 王蔚.中国科学技术大学 2008
硕士论文
[1]受限空间锂离子电池燃爆特性研究[D]. 韩旭.中国民用航空飞行学院 2019
[2]阻燃硬质聚氨酯泡沫的抑烟减毒研究[D]. 段立金.中国科学技术大学 2017
[3]渐强环形热流作用下的阻燃电缆细观膨胀与引燃机理研究[D]. 龚泰.中国科学技术大学 2017
[4]低压条件下FEP导线热解与着火实验研究[D]. 赵思威.中国科学技术大学 2017
[5]PVC/LDH电缆材料的火灾蔓延特性数值模拟[D]. 曹会.首都经济贸易大学 2013
[6]不同低气压环境下甲醇和乙醇池火燃烧特性的实验研究[D]. 花荣胜.中国科学技术大学 2011
[7]不同海拔高度下典型可碳化固体表面火蔓延实验研究[D]. 李杰.中国科学技术大学 2009
本文编号：3592123
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