科学研究
研究领域

 

 

 

按照教育部最新的学科划分,安全科学与工程单设为一级学科,安全技术及工程学科属于其下二级学科。

经过近些年的发展,本学科军民结合,以化学物质和化工过程的安全问题为研究对象,以燃烧、爆炸的理论及防治技术为特色,建立了如下3个研究方向:

一、爆炸理论及其防治技术

爆炸理论及其防治技术方向,涉及到诸如化学热力学、化学动力学、两相流、燃烧学、爆轰学、爆炸力学、计算方法、实验和测试技术等诸多学科,于军于民均具有极强的应用背景。

在安全领域,燃烧爆炸问题十分突出,尤其在军工及化学化工行业,涉及到大量易燃易爆物质。这类物质在制造、原料储存、原料运输、化学反应、制品分离、干燥、制品前处理(如粉碎、制片或其他成型加工)、包装、产品储存及运输等过程中,都有可能由于危险化学反应而导致火灾、爆炸事故。国内外每年在化学工业发生的火灾或爆炸事故所造成的经济损失、人员伤亡及由此而引起的社会后遗症都是巨大的,因此,世界各国尤其是发达国家都在该领域投入大量人力、财力和物力进行研究。所以,在这一领域的某些方面进行理论及实验研究、探索其燃烧爆炸发生发展规律、采取合适的预防和防护措施,其学术价值以及对和谐社会与经济建设的实际作用都是极其重大的。

本研究方向主要研究内容包括:均相或多相系统的燃烧爆炸,可爆粉尘、可燃蒸气与空气混和物的形成机理和点火机理,燃烧与爆炸的防止和抑制,爆炸波的传播机理和对目标的毁伤作用,爆轰发动机,爆炸加工(如爆炸切割,爆炸焊接等)和工程爆破等。

本方向是本学科的传统特色的研究方向,这与本校来源于军工院校有关。近年来,承担多项国家级和省部级科研项目,如973项目、国家科技支撑项目、国家自然科学基金、国家安全科技项目、总装、二炮、海军、国防科工局等项目,以及国际合作项目等。主持完成了国防重点、兵总预研和国际合作等科研项目20余项。近年在国内外重要杂志和会议上发表了100多篇论文。

二、火灾防治控制技术基础及应用

该学科方向起步于1985年,至今已有25余年。鉴于我校的工科特点,发展过程中始终侧重于技术、产品和应用,同时兼顾基础理论。早在1986年开发了我国第一代森林灭火弹,发展至今,研究领域涉及消防装备(重点为自动灭火系统、高层建筑灭火装备和远程灭火装备)、绿色灭火剂及其性能改良剂、消防电子技术、阻燃材料、危险物燃爆防治、大众化消防科普教育等方面。近年承担了诸如国家重大专项(商用飞机和航母消防)、“973”项目、国家科技支撑项目、国防重点专项、国家自然基金、总装和国防科工局专项等国家级课题研究,也承担了大量横向科研任务。该学科方向具有以下特色:

1  以化学、化工为基础,侧重哈龙替代型灭火剂的设计并合成(或制备)。其中卤代烃类和溶胶类新型灭火剂以及相关助剂的设计和工艺水平至少在国内领先。

2   灭火剂的施放原理、技术及其装备研究深入。特别在危化品灭火抑爆方向的研究水平为国内领先;在高层建筑灭火、远程灭火、快速响应的大功率自动灭火系统等方面具有新型理念,富有特色。

3   消防科普教育服务设施的设计和制作。配合青少年安全教育,设计开发了诸如灭火演练、火灾逃生演练等系列动画影片、智能演练系统、智能演练装置等,并应用于多家青少年基地。

三、化工工艺热安全

化学工艺过程的热安全问题属于本质安全化工艺的研究范畴,主要包括两个方面,即参与此过程的化学物质(物料体系)的热不稳定性(或叫热安定性)和化学反应过程的热危险性。其中,物质(物料体系)的热安定性问题是研究反应过程热危险性的基础,涉及发生危险的可能性、难易性、大小及激烈性等4个内容。化学反应过程的热危险性主要表现为反应失控,即反应系统因反应放热而使温度升高,在经过一个放热反应加速-温度再升高,以至超过了反应器冷却能力的控制极限,形成恶性循环后,反应物、产物分解,生成大量气体,压力急剧升高,最后导致喷料,反应器破坏,甚至燃烧、爆炸的现象,涉及化学反应工艺参数的优化、绝热状态的形成条件、化学反应热失控机理、绝热分解引发的燃烧爆炸、各种控制技术等。这种反应失控的危险不仅可以发生在作业的反应器里,而且也可能发生在其他的操作单元、甚至贮存过程中。据世界著名的Chiba-Geigy公司19711980年十年间工厂事故的统计,其中56%的事故是由反应失控或近于失控造成的。日本对间歇式工艺事故统计分析的结果也与之类似,即成为着火源的5158%来自反应热。19871991年我国发生的两次TNT生产线大爆炸事故,也是起因于反应失控。化工工艺热安全于上世纪八十年代起成为国际上化工安全领域的一个重要方向,国内在该领域的发展相对滞后。该方向于2005年开始设立(国内首家),近年来随着一批先进的量热设备的引进,使得该方向初步取得了一些成果,目前在该研究方向上发表了研究论文近30篇,被SCIEI收录10余篇,培养了10名硕博士研究生,出版译著、教材3本。

                                                                   2005年QRA技术研讨会