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IG-541混合气体灭火系统设计理论和基本计算方法IG-541混合气体灭火系统设计理论和基本计算方法一．概述IG-541混合气体灭火系统作为一种新型洁净气体灭火系统，由于它兼备有效灭火、绿色环保以及对人体无伤害等特性，目前已在国内外消防领域得到广泛应用。
然而，人们在大量应用它的同时，对系统性质、性能、原理等方面的量化研究却是十分不足的。
国内至今尚无完整的系统设计规范，尤其缺乏完整的系统设计计算理论和方法，甚至于连基本的单元计算方法也不齐全，现有的一些计算公式基本上照搬了国外的书本，并且缺乏完整性和系统性。
这种理论研究远远落后于实际应用的反常现象是消防工程界特有的，也是消防系统建设与使用远远相脱节这一客观情况所造成的。
国外公司虽有系统设计软件可以代客计算，但并不提供计算方法，我们只能是知其然而不知其所以然。
为了解决我国已有IG-541灭火系统的设备和大量实际应用，却还没有设计计算方法的突出矛盾，确保IG-541灭火系统设计的科学先进性、安全可靠性和经济合理性，达到优化设计的目的，我们在努力学习和吸收国外先进技术的同时，还必须建立自己的理论研究体系和设计计算方法。
本文探讨了IG-541气体灭火系统设计计算的理论依据，在此基础上推导了和建立了IG-541灭火系统的基本计算方法，为科学地建立具有自主知识产权的IG-541灭火系统计算机设计软件奠定了基础。
二．系统特征IG-541灭火系统和其他固定气体灭火系统比较既有共性又具有鲜明的个性。
IG-541在储存条件下呈气态，比其他灭火系统需要更大的储存容积;在高压下储存和运行，管道的承压能力要求亦较高，设备投资费用大，精确计算和优化设计可以带来明显的经济效益。
IG-541灭火的有效浓度为>37.5% 而对人体安全的浓度为<42.8%，同时满足以上条件必须严格控制储存量，并且对于防护区域有相应要求。
IG-541灭火系统的使用条件要求，系统开启后，90%药剂喷放时间应>23秒及<40秒，并且又要求60秒钟内达到灭火浓度。
中国粉体技术CHINA POWDER SCIENCE AND TECHNOLOGY第27卷第2期2021年3月Vol. 27 No. 2Mar. 2021文章编号:1008-5548 (2021) 02-0074-08 doi ：10.13732/j.issn.l008-5548.2021.02.010基于蒙特卡罗法模拟高含量气固两相流声衰减祖晓萌，朱曙光(南京理工大学 能源与动力工程学院，江苏 南京210018)摘要：基于蒙特卡罗方法(Monte Carlo method)对超声波在高含量气固两相系统中的传播过程进行理论建模。
结果表 明：由实验得到40、60、80 kHz 的3种频率条件时体积分数约为63%的玻璃微珠-空气的高含量气固两相系统声衰减随 粒径的变化规律曲线;通过改变程序中单次散射能量损失妬阴的取值，将计算结果曲线与实验结果曲线进行拟合，相关系数可达到0.99以上,证明所建立的模型对于超声波透射、散射及其能量损失的处理方法符合其在高含量气固两相系统中的传播规律;在证明模型可行性基础上，进一步计算得到不同粒径颗粒散射衰减随体积分数的增加呈现先增加后减小的变化规律;对于实验所研究的高含量气固两相系统，多次散射过程所导致的散射衰减相对于总的声衰减，可以忽略不计。
关键词：超声衰减；蒙特卡罗方法；气固两相流中图分类号:0426文献标志码:ASimulation of ultrasonic attenuation in concentrated gas-solid two-phase flow based on Monte Carlo methodZU Xiaomeng , ZHU Shuguang(Institute of Energy and Power Engineering , University of Nanjing for Science and Technology , Nanjing 210018 , China)Abstract : Based on the Monte Carlo method , the propagation of ultrasonic wave in concentrated gas-solid two-phase flow system was modeled. The results show that the changing law of ultrasonic attenuation coefficients with particle size of high concentrationglass beads-air two-phase flow system with volume concentration of 63% at 40, 60, and 80 kHz are obtained by experiment. The correlation coefficient of the simulated result curve with the experimental curve can reach more than 0. 99 by changing the value ofEss ，which proves that the treatment method of ultrasonic transmission , scattering and energy loss is suitable to the propagationlaw of high concentration gas 一 solid two-phase system. After the feasibility of the model has been proved , it is further calculatedthat the scattering attenuation of different particles sizes first increases and then decreases , with the increase of volume concentra tion. For the high concentration gas - solid two-phase system studied in the experiment , the scattering attenuation caused by multiple scattering process can be ignored compared with the total ultrasonic attenuation.Keywords : ultrasonic attenuation ； Monte Carlo method ； gas-solid two-phase flow声波能穿透不透光介质,使得超声测量技术能够用于高含量气固两相系统的特性研究。
![[辅助参考]第21届全国高中生物理竞赛复赛解答](https://img.taocdn.com/s1/m/303bd97ff242336c1eb95e1a.png)
马克-霍温克常数手册马克-霍温克（Mark-Houwink）常数是一组描述高分子溶液性质的重要参数，由马克（Mark）和霍温克（Houwink）两位科学家于1930年代独立发现。
马克-霍温克常数手册旨在提供关于这些常数的详细信息，以便于研究人员和工程师更好地理解和应用它们。
下一部分，我们将讨论马克-霍温克常数在溶液性质中的应用，包括：1.溶液的粘度2.溶液的扩散速率3.溶液的表面张力4.溶液的稳定性以下内容将分别对这些主题进行详细阐述。
1.溶液的粘度：高分子溶液的粘度与溶剂的粘度有很大差异。
马克-霍温克常数可以用来描述这种差异。
根据霍温克定律，溶液的粘度与溶剂的粘度之比与马克-霍温克常数成正比。
这一关系式为：η=η0 * (1 + A * [η])其中，η和η0分别表示溶液和溶剂的粘度，A是马克-霍温克常数。
通过测量溶液的粘度，我们可以计算出马克-霍温克常数，进而了解高分子溶液的性质。
2.溶液的扩散速率：高分子溶液中，溶质分子的扩散速率受到高分子链的影响。
马克-霍温克常数可以用来描述这种影响。
霍温克-马克扩散方程为：D = D0 * (1 + B * [η])其中，D和D0分别表示溶液和高分子溶液中溶质分子的扩散速率，B是马克-霍温克常数。
通过测量溶液中溶质分子的扩散速率，我们可以计算出马克-霍温克常数，从而了解高分子溶液的性质。
3.溶液的表面张力：高分子溶液的表面张力与溶剂的表面张力有所不同。
马克-霍温克常数可以用来描述这种差异。
根据霍温克定律，溶液的表面张力与溶剂的表面张力之比与马克-霍温克常数成正比。
这一关系式为：γ=γ0 * (1 + C * [η])其中，γ和γ0分别表示溶液和溶剂的表面张力，C是马克-霍温克常数。
通过测量溶液的表面张力，我们可以计算出马克-霍温克常数，进而了解高分子溶液的性质。
4.溶液的稳定性：高分子溶液的稳定性受到溶剂和溶质之间相互作用力的影响。
马克-霍温克常数可以用来描述这种相互作用力。
米氏方程与热力学1简介米氏方程（Mie Equation）是一个用于描述散射介质中光学性质的方程，也是热力学中重要的基础理论之一。
该方程由德国物理学家Gustav Mie在1908年提出，用于描述散射和吸收现象。
2米氏方程的定义米氏方程是一个解析公式，描述了介质中散射和吸收的现象。
它可以用于计算散射体在各种颜色光中的表现，并能够预测在不同波长的光中颜色的变化。
3米氏方程的历史米氏方程的历史可以追溯到19世纪末。
当时，物理学家们研究了光的散射现象，并发现了一个数学关系，称为雷利杰明散射公式（Rayleigh-Jeans scattering formula）。
此后，德国物理学家Gustav Mie在1908年提出了一种新的描述散射和吸收现象的方法——米氏方程。
Mie的发现从根本上改变了我们理解散射体和散射介质的方法，成为研究光学现象和热力学基础理论的重要工具。
4米氏方程的应用米氏方程不仅应用于光学领域，也被广泛地应用于其他领域。
例如，它可以用于计算颗粒物质在流体中的行为，以及材料科学中的光强度、色散和吸收等现象。
此外，米氏方程还可以用于研究大气中的云、雨、雪等气象现象。
例如，在对太阳光穿过云层的研究中，科学家们使用米氏方程来解释云层的密度和温度如何影响光的散射和吸收。
5米氏方程与热力学米氏方程是热力学中一个重要的基础理论。
它描述了介质中吸收和散射的过程，这些过程对热力学现象产生了重要影响。
例如，在太阳辐射中，大部分光线会被云层散射，从而影响地球表面的温度分布。
除此之外，许多热力学过程也涉及光的吸收和散射。
例如，在光谱分析中，我们可以使用米氏方程计算样品中元素的含量。
在光学传感器领域，米氏方程可以用于设计更敏感和准确的传感器。
6结论米氏方程是光学和热力学领域中的一个基础理论，可以用于描述介质中光的吸收和散射现象。
它在多个领域中得到了广泛的应用，包括气象学、材料科学、医学、生物学等领域。
了解米氏方程的应用可以帮助我们更好地理解这些领域的理论和实际应用。
dsc 热力学参数DSC（Differential Scanning Calorimetry，差示扫描量热法）是一种广泛应用于材料研究的热分析技术。
通过测量样品在温度变化过程中的热效应，DSC可以获取一系列热力学参数，为研究材料的性质和性能提供重要依据。
本文将对DSC热力学参数进行概述，并探讨其在材料研究中的应用。
DSC原理及热力学参数分类：DSC基于热力学原理，通过测量样品在升温或降温过程中热流率的差异，获得样品的热力学参数。
热力学参数主要包括以下几类：1.熔融热（Enthalpy，ΔH）：指样品在熔融过程中吸收或释放的热量。
2.结晶热（Crystallization Entropy，ΔS）：反映样品在结晶过程中熵的变化。
3.玻璃化转变温度（Glass Transition Temperature，Tg）：材料由高弹性状态向玻璃态转变的温度。
4.熔点（Melting Point，Tm）：材料由固态向液态转变的温度。
5.热稳定性（Thermal Stability）：材料在高温下的稳定性。
常见DSC热力学参数及其意义：1.熔融热（ΔH）：可用于判断材料的相变类型，如共晶、包晶等；还可以用于分析材料成分和生成过程。
2.结晶热（ΔS）：反映材料的有序程度，可用于研究晶体结构和分子排列。
3.玻璃化转变温度（Tg）：表征材料在不同温度下的状态，对材料的使用性能和加工性能有重要影响。
4.熔点（Tm）：影响材料的加工和成型性能，如焊接、铸造等。
5.热稳定性：评估材料在高温环境下的性能，对材料的应用领域有指导意义。
DSC热力学参数在材料研究中的应用：1.材料相图的研究：通过测量不同成分材料的热力学参数，构建相图，分析成分对材料性能的影响。
2.材料结晶性能研究：测量结晶热和熔点等参数，了解结晶过程和晶体结构。
3.材料热稳定性研究：评估材料在不同温度下的性能，为材料的应用提供依据。
4.材料加工性能研究：通过测量玻璃化转变温度等热力学参数，指导材料加工和成型工艺。
第一章 化学热力学基础1-1 气体体积功的计算式 dV P W e ⎰-= 中，为什么要用环境的压力e P ？在什么情况下可用体系的压力体P ？ 答：在体系发生定压变化过程时，气体体积功的计算式 dV P W e ⎰-= 中，可用体系的压力体P 代替e P 。
1-2 298K 时，5mol 的理想气体，在（1）定温可逆膨胀为原体积的 2 倍； ( 2 )定压下加热到373K ；（3）定容下加热到373K 。
已知 C v,m = 28.28J·mol -1·K -1。
计算三过程的Q 、W 、△U 、△H 和△S 。
解 （1） △U = △H = 0 kJ V V nRT W Q 587.82ln 298314.85ln12=⨯⨯==-= 11282.282ln 314.85ln-⋅=⨯==∆K J V V nR S （2） kJ nC Q H m P P 72.13)298373(,=-==∆ kJ nC U m V 61.10)298373(,=-=∆ W = △U – Q P = － 3.12 kJ112,07.41298373ln )314.828.28(5ln-⋅=+⨯==∆K J T T nC S m P （3） kJ nC Q U m V V 61.10)298373(,=-==∆ kJ nC H m P 72.13)298373(,=-=∆ W = 0112,74.31298373ln 28.285ln-⋅=⨯==∆K J T T nC S m V 1-3 容器内有理想气体，n=2mol , P=10P θ，T=300K 。
求 (1) 在空气中膨胀了1dm 3，做功多少？ (2) 膨胀到容器内压力为 lP θ，做了多少功？(3）膨胀时外压总比气体的压力小 dP , 问容器内气体压力降到 lP θ时，气体做多少功？dVp dl A p dl f W ⋅=⋅⋅=⋅=外外外δ解：（1）此变化过程为恒外压的膨胀过程，且Pa P e 510=J V P W e 1001011035-=⨯⨯-=∆-=- （2）此变化过程为恒外压的膨胀过程，且Pa P e 510=n R T P n R T P n R T P V V P V P W e 109)10()(12-=--=--=∆-=θθ J 6.4489300314.82109-=⨯⨯⨯-= （3） Vn R TP dP P P e =≈-=1221ln ln 12121P P nRT V V nRT dV V nRT dV P W V V V V e ==-=-=⎰⎰ kJ PP 486.11101ln 300314.82-=⨯⨯⨯=θ1-4 1mol 理想气体在300K 下，1dm 3定温可逆地膨胀至10dm 3，求此过程的 Q 、W 、△U 及△H 。
