侧向喷射条件下细水雾扑灭水平表面流淌火研究

为探讨侧向喷射条件下细水雾扑灭流淌火的技术可行性,针对水平表面流淌火,在考虑火焰辐射、燃料与垫层之间的对流换热基础上,建立细水雾在开敞空间扑灭流淌火理论模型,实验研究细水雾喷头排数、倾斜角度对火焰形状、火焰温度、灭火机理和灭火时间的影响。结果表明：细水雾冲击燃料加快其流淌时可以增强灭火能力;采用单排喷头水平喷射时可有效抑制一侧火焰且对火焰拉伸作用最强;采用双排喷头水平喷射时,可有效抑制两侧火焰且灭火速度最快;当喷头向上倾斜15°时,细水雾冷却燃料能力减弱并使灭火时间变长。     

双流体细水雾抑制熄灭油池火的实验研究

在3 m×3 m×3 m的受限空间内使用双流体细水雾喷头进行了灭油池火的有效性实验,实验所用的燃料试样为柴油,雾化气体为氮气.实验中使用热电偶测量火焰温度的变化,使用烟气成分分析仪测量气体组分体积分数的变化.实验结果表明:由于雾化气体的介入,双流体细水雾的灭火过程和灭火机理与单流体细水雾有所不同;双流体细水雾在一定的压力下存在最佳的灭火水流率,在此水流率下灭火时间最短.     

细水雾熄灭煤油池火的最佳雾滴尺寸

针对现有的细水雾系统设计规范中对雾滴大小要求不明确的问题,研究了细水雾抑制煤油池火的最佳雾滴大小。通过对细水雾熄灭油池火的主导机理研究,得到细水雾熄灭煤油池火的必要条件是水雾能够在雾滴损失的特征时间内到达燃料表面,进而通过理论计算得到细水雾熄灭煤油池火的临界雾滴大小。通过10组不同粒径大小的细水雾喷头进行实验验证。结果表明,在最佳雾滴大小范围内的细水雾比最佳雾滴大小范围外的细水雾熄灭煤油池火的时间短。     

原木楞堆细水雾灭火过程数值模拟

采用FDS模拟对原木楞堆细水雾灭火过程.通过分析雾滴直径、喷雾速率和喷头与楞堆顶面距离不同情况下楞堆燃烧周围温度的变化规律,选定了贮木场楞堆细水雾化灭火系统的合理参数.模拟结果表明,雾滴直径在100～150 m、喷头与楞堆顶面距离约5m时,细水雾灭火系统的灭火效果最好;雾滴速率为30～70 m/s时对灭火能力的影响不走,在设计细水雾灭火系统时可不予考虑.     

不同工况下细水雾灭火效能影响的数值模拟

采用FDS对单室火灾中细水雾与火焰相互作用过程进行数值模拟分析,探讨细水雾与火焰相互作用过程中不同区域的细水雾灭火机理,分析粒径分布、速度和雾化角度对细水雾灭火产生的影响.模拟结果表明:在细水雾与火焰相互作用过程中粒径分布对灭火效能影响显著;细水雾在粒径小于100 μm时不能实现有效灭火;当粒径为200～400 μm时细水雾能有效抑制火焰发展并熄灭火源;在细水雾灭火机理中,相对于气相冷却和隔氧窒息,细水雾的表面冷却作用起到主导作用;细水雾喷射速度对灭火效果影响较大,细水雾动量不小于火羽流动量是火灾发展得到有效控制的重要前提;细水雾有效雾通量随着雾化角度增大而逐渐减小,雾化角度增大不利于细水雾灭火效能提高.     

顶棚水平开口对细水雾灭室内火的影响研究

对细水雾扑灭具有顶棚水平开口的室内池火进行了实验研究和理论分析.研究表明,池火热释放速率较大时,在高温烟气作用下,细水雾能快速蒸发产生大量的水蒸气.在水蒸气的稀释作用和燃烧耗氧作用下,燃烧区域的氧气浓度迅速下降到极限氧浓度,火焰因此而窒熄.在池火热释放速率较小时,水蒸气稀释和燃烧耗氧对燃烧区域内的氧气浓度影响较小.细水雾雾滴冷却火焰和销毁自由基可能成为灭火的主要机理.在以上两方面机理共同作用下,出现灭火时间随着池火热释放速率的增大而减小的实验现象.顶棚水平开口的位置和面积决定进入室内到达燃烧区域的空气流量,从而影响细水雾的灭火时间.实验表明,开口位置与火源的距离越大,灭火时间越短;而开口面积越大,灭火时间越长.     

细水雾与油池火相互作用的尺度模拟实验

讨论无细水雾时火焰的尺度关系及细水雾施加时细水雾相关特性的尺度关系,选择符合尺度关系的喷头,在线性尺度比为3.33的两个空间内进行细水雾灭火实验,测量不同火源功率下的临界灭火水流量,并分析实验结果,以考察尺度模拟方法的可靠性。使用有效喷口直径这一概念可以保证喷头流量与雾滴在喷口处的初始速度均能满足尺度模拟要求。当喷头高度与有效喷口直径比约为1 750时,两种尺度下的标准化灭火数据吻合较好。     

通风与细水雾耦合灭火机理实验研究

分析细水雾与火灾的传热机制。在尺寸为6.0 m×1.5 m×2.0 m的隧道模型中部放置0.25 m×0.20 m×0.05 m的油盆,进行柴油池火灭火实验,分析排烟模式、工作压力、通风风速对细水雾灭火的影响。结果表明,细水雾+顶部排烟耦合系统的灭火时间最短,细水雾压力增加有利于抑制灭火初期的强化燃烧现象。6 MPa、12 L/min细水雾作用下,纵向排烟风速不宜超过0.5 m/s,其灭火机理主要为对热辐射的衰减作用;顶部排烟风速可以达到1.0 m/s,其灭火机理主要为对火焰的冷却作用。10MPa细水雾灭火时间受1.0 m/s以下风的影响可以忽略不计。15 MPa细水雾灭火时间受1.5 m/s以下风的影响可以忽略不计。10 MPa及以上压力细水雾耦合通风系统的灭火机理为火焰冷却及热辐射衰减的综合作用。     

特高压换流站变压器灭火系统有效性模拟试验研究

为构建有效的特高压换流站变压器自动灭火系统,对此类变压器火灾特点进行了综合分析,并基于小尺度火灾模拟试验的方法,重点开展了高压细水雾系统和细水雾涡扇炮系统灭火的有效性研究。试验结果表明：两种系统均具有高效的灭火性能,侧向喷头可有效提升高压细水雾系统灭火效率,涡扇炮系统的灭火动作顺序应为从上至下,灭火后持续喷射冷却,以防复燃。     

细水雾灭火效果研究

本文在分析细水雾特性的基础上进行了利用细水雾灭火的研究。用光散射技术测量了不同喷嘴在不同工况下雾滴的特性参数,并在此基础上进行了现场灭火实验。结果表明,细水雾对于灭液体火灾,如柴油火、汽油火等,有很好的效果。     

喷头安装角度对综合管廊细水雾灭火的影响

为研究综合管廊火灾中喷头安装角度对细水雾灭火效果的影响,搭建实体火灾实验平台,利用FDS 模拟分析7 种喷头安装角度下细水雾对烟气温度和烟气层高度的影响。结果表明：侧喷无线槽工况火场温度下降得更快,降温效果更好;喷头安装角度≤50̊ 时,灭火时间少,灭火效果好,当喷头安装角度＞50̊时,灭火时间增加,灭火效果变差;喷头安装角度与平均温度降低值有一定的关系,但不呈线性关系,结合降温效果与烟气层高度,建议细水雾喷头安装角度为50̊ 。     

船用细水雾灭火喷头结构优化与分析

根据液体的雾化和灭火机理,对细水雾的液滴形成和破碎过程、影响液体雾化的因素、多种船用细水雾喷头结构的优劣进行分析,得到细水雾雾化对喷头的基本要求。设计船用喷头采用螺旋内流道,使液体在室内进行强烈的旋转,以提高水雾动能,加强离心雾化效果,增强灭火能力。运用STAR-CCM+对直射式喷头和改进的离心喷头进行对比分析,得到流场以及流场内有关面上的压力、速度、流动迹线以及液相水的体积分数。结果表明,螺旋流道的离心结构喷头可以增大喷雾半径、扩大保护范围、提升灭火效果。     

细水雾熄灭受限空间油池火主导机理分析

通过对细水雾熄灭油池火实验过程中温度场的分析，得出了池火火焰存在核心反应区、通风控制区和燃料控制区。通过对烟气成分和池火燃烧熄灭过程中的能量分析可知，细水雾吸热膨胀、稀释氧气和窒息对熄灭油池火所起的作用非常微弱。细水雾对油池火的作用过程可分为主导机理不同的两个阶段，初期主导机理为气相冷却和衰减热辐射，后期主导机理为表面冷却。     

熄灭森林阴燃火的细水雾喷头设计与仿真

森林大火后的残余地表余火及地下阴燃火是引起二次森林火灾的主要原因,为防止发生二次森林火灾,清理森林余火和阴燃火是必要的.细水雾作为哈龙灭火剂的最佳替代品,被广泛应用在消防领域.本文设计一种适合熄灭森林余火和阴燃火的撞击分流高压细水雾喷头,采用Fluent进行喷头流域的仿真,分析喷孔孔径、喷孔长度和喷孔喷雾锥角对喷出细水...     

含添加剂细水雾抑制三元锂离子电池火灾试验研究

通过自主搭建的锂离子电池燃烧及灭火平台,以三元镍钴锰酸锂电池为研究对象,开展了含添加剂细水雾抑制三元锂离子电池火灾试验,从溶液表面张力、电池最高温度以及降温速率等方面综合分析溶液灭火机理及效果.试验中选择热滥用方式,采用加热炉加热,使三元锂离子电池发生热失控燃烧,采用高清摄像机记录全过程.选取十二烷基苯磺酸钠、十二烷基...     

细水雾灭火系统在小型汽车库火灾中的灭火效能试验研究

摘 要：针对小型汽车库的火灾防控,建立了5.95 m×7.6 m×3.6 m全尺寸汽车库火灾试验平台,研究了高压细水雾灭火系统单个喷头在不同系统工作压力（6,8,10 MPa）下的洒水分布性能,分析确定了小型汽车库细水雾灭火系统设计参数及喷头布置位置;并采用细水雾灭火系统对汽车库内汽车后座火灾开展了灭火试验研究。结果表明：采用高压细水雾灭火系统能有效抑制小型汽车库内汽车火灾发展,并可很好地保护汽车库的围护结构及相邻汽车。本文研究确定小型汽车库的高压细水雾灭火系统采用闭式系统,系统工作压力为10 MPa,设计喷雾强度不小于2.0 L/（min·m2）,流量系数取K=3.0等设计参数以及喷头的布置位置,可使灭火系统达到较好的灭火、控火效果。     

Experimental study of water mist fire suppression in tunnels under longitudinal ventilation

This paper studies water mist fire suppression under different longitudinal ventilation velocities in tunnels by small-scale experiments. After a scaling study, two mist nozzles are used for suppressing crib fires under 5 ventilation speeds. The result comes out that fire suppression process can be divided into three stages including flame unitary restraining stage, surface flame extinguishing stage and inside flame suppression stage. Several factors influencing efficiency are investigated. When the interval between mist nozzle and fire source enlarges, the relationship curve between fire suppression time and ventilation velocity shows a ‘V’ figure. The best ventilation speed exists. Following the rules summarized, a coupling system of water mist and ventilation may increase fire suppression efficiency remarkably.     

大型换流变火灾与泡沫细水雾联用灭火系统特性研究

为研究大型换流变火灾外围池火燃烧特性及灭火要求,建立了换流变火灾试验模型,研制了换流变实体火灾灭火试验平台,通过开展池火燃烧及泡沫-细水雾灭火试验研究,分析了火灾时换流变外围温度场特性。试验表明：模型中换流变油池火燃烧行为与实际换流变火灾类似,池火贴壁燃烧且卷吸效应明显,阀侧火的羽流温度高于其他区域,换流变壁面快速升温致使钢材屈服强度降低,局部结构出现变形,换流变内部变压器油、防火墙壁面升温缓慢。泡沫细水雾联用系统灭火可快速扑灭明火,降温、隔氧效果明显。     

Extinguishment of Cooking Oil Fires by Water Mist Fire Suppression Systems

A series of full-scale experiments were conducted in a mock-up commercial cooking area to study extinguishing mechanisms and effectiveness of water mist against cooking oil fires. The impact of water mist characteristics, such as spray angle, droplet size, flow rate, discharge pressure and type of nozzle, on the effectiveness of water mist against cooking oil fires was investigated. A series of oil splash experiments were also conducted to determine if the oil was splashed by water mist. In addition, the change in oil composition during heating and fire suppression was determined using Fourier Transform Infrared (FTIR) technique.The study showed that cooking oil fires were very difficult to extinguish, because they burned at high temperature and re-ignited easily due to changes in oil composition during heating and fire suppression. The water mist systems developed in the present work effectively extinguished cooking oil fires and prevented them from re-ignition. The spray angle, discharge pressure, and water flow rate were important factors to determine the effectiveness of water mist in extinguishing cooking oil fires.