含添加剂细水雾熄灭油池火的机理及实验

为了提高普通细水雾灭火的有效性,采用小尺度实验方法,通过在普通细水雾中加入添加剂,研究了在受限空间内含添加剂细水雾扑灭油池火的有效性.实验研究发现:当火源位于细水雾的作用范围内时,灭火时间较短,灭火性能较高;当火源位于细水雾的防护区域外时,灭火有效性显著降低.而在相同流量和压力下向细水雾中加入添加剂,能显著地影响它的灭火性能,使火焰容易熄灭,灭火时间大大缩短,从而提高了细水雾的灭火能力,因此细水雾对受限空间内油池火的灭火有效性大大增强.通过细水雾对O2、CO、CO2的体积分数以及对火焰温度、烟气温度影响分析,为筛选和制备细水雾灭火添加剂提供了实验数据.     

含添加剂细水雾熄灭油池火的机理及实验

为了提高普通细水雾灭火的有效性，采用小尺度实验方法，通过在普通细水雾中加入添加剂，研究了在受限空间内含添加剂细水雾扑灭油池火的有效性．实验研究发现：当火源位于细水雾的作用范围内时，灭火时间较短，灭火性能较高；当火源位于细水雾的防护区域外时，灭火有效性显著降低．而在相同流量和压力下向细水雾中加入添加剂，能显著地影响它的灭火性能，使火焰容易熄灭，灭火时间大大缩短，从而提高了细水雾的灭火能力，因此细水雾对受限空间内油池火的灭火有效性大大增强．通过细水雾对O2、CO、CO2的体积分数以及对火焰温度、烟气温度影响分析，为筛选和制备细水雾灭火添加剂提供了实验数据．     

二茂铁作用下油池火热释放速率特性的研究

现代火灾科学研究表明,材料的热释放速率是决定火灾发展的基本参数之一．它不仅对火灾的发展起着决定性作用,而且也显著地影响其它诸多火灾灾害因素的变化．本文在受限空间内,进行不同二茂铁体积分数作用下的油池火熄灭实验,研究二茂铁与油池火相互作用时其动态发展过程．采用基于O2消耗原理的热释放速率测试方法,研究了二茂铁作用下的油池火热释放速率特性曲线,同时分析了烟气中O2体积分数和CO体积分数变化．经过实验分析得出：二茂铁对油池火有很好的抑制作用,且随着二茂铁体积分数的增加,油池火的热释放速率而明显降低．     

细水雾喷射角度对公路隧道火灾灭火效果的分析

目的 研究不同油盆空间位置条件下,细水雾不同喷射角度对公路隧道油火的灭火效果,为受限狭长空间内细水雾灭火设计提供依据.方法 采用FDS软件,建立公路隧道内细水雾灭油火模型,对比分析了燃料表面平均温度、油盆正上方4 m处温度变化曲线,烟气层高度,隧道内1.5 m高度CO体积分数.结果 当火源处于细水雾喷头正下方时灭火最为有效,细水雾喷头喷射角度增加为30°～90°时灭火效果改善.结论 当隧道内火源处于不同位置时,细水雾灭火效果不同,随着细水雾喷头与火源水平距离不断增大灭火效果越差.通过改变细水雾喷头喷射角度,扩大细水雾喷头保护范围,有利于扑灭火源距离细水雾喷头较远的火灾.     

公路隧道排烟耦合细水雾灭火研究

目的 分析公路隧道排烟与细水雾共同作用下,对不同功率火灾的灭火效果,讨论不同排烟时间对细水雾灭火的影响.方法 应用FDS软件对公路隧道4MW和2.5MW功率火灾模拟,设定排烟60s、120s、150s启动.对火源热释放速率变化、火源根部温度及1.5m高度CO体积分数进行分析.结果 公路隧道火灾功率为4MW时,开启排烟有助于隧道细水雾灭火,排烟与细水雾同时启动工况的灭火效果最佳.火灾功率为2.5MW时,排烟与细水雾同时启动工况的灭火时间最短,60s开启排烟工况灭火效果优于150s排烟工况.结论 排烟与细水雾耦合作用对隧道火灾灭火效果的影响与火灾功率有关.尽管排烟启动时间不同,对细水雾灭火效果的影响各异,但排烟对隧道内烟控效果有利.     

细水雾抑制油池火的实验研究和数值模拟

基于湍流大涡模型,建立了细水雾与油池火相互作用的数值模型.研究表明,数值模拟结果可以反映出细水雾加入前温度缓慢上升以及加入细水雾使温度下降的趋势,平均误差在8%以内,说明数值模拟和实验有较好的吻合;雾滴直径和操作压力是细水雾灭火效能的主要影响因素,提高操作压力会加强细水雾对火羽流的热烟气降温效果,使用200μm粒径的细水雾效果最好,能保证足够的穿透力和滞留时间;火焰冷却、衰减辐射及降低火焰区氧气浓度等在灭火初期起到很强的作用.     

高压细水雾灭火系统抑制地铁列车车厢火灾的有效性

目的研究地铁列车车厢火灾的特性参数,为高压细水雾灭火系统在地铁列车车厢中的实际应用提供理论依据．方法采用火灾动力学模拟软件FDS（Fire Dynamic Simulator）,以列车车厢为研究对象,模拟自然通风条件下,喷头间距分别为3．5m和4．0m,喷头流量为8L／min、11L／min、13L／min和15L／min的细水雾灭火效果．结果分析车厢火灾热释放速率、车厢内温度和CO2体积分数变化曲线,得出喷头间距3．5m的临界流量为11L／min,喷头间距4．0m的临界流量为13L／min．结论细水雾喷头的流量对灭火有效性的影响显著,应使细水雾喷头的工作流量等于临界流量,以保证最少的用水量和最佳的灭火效果．     

机械排烟下高压细水雾灭火效果的数值模拟

目的分析机械通风情况下,高压细水雾技术对单室油火的灭火效果,为高压细水雾灭火系统在地下大空间的应用奠定基础.方法采用火灾动力学模拟软件(FDS),应用大涡模拟方法的场模型、两相流模型、辐射模型,模拟分析火源中心面的温度、灭火时间、CO质量浓度等参数.结果得到在1 MW、1.5 MW、2.5 MW火灾功率下,不同通风情况的10 MPa高压细水雾喷头的灭火特性参数,对比、分析了火源上方0.5 m处的温度以及1.5 m截面的CO平均质量浓度的变化曲线.结论随着火灾功率的增加,机械排烟对10 MPa高压细水雾灭火效果的负面效应减小,机械排烟和高压细水雾灭火技术联合作用对2.5 MW火灾的灭火效果更佳.     

细水雾作用下受限空间油池火焰温度分布实验研究

利用红外热像技术对受限空间内细水雾熄灭油池火过程中火焰温度分布和火焰结构变化情况进行了实验观察,结果证明池火火焰存在核心反应区、通风控制和燃料控制区域.细水雾与火焰结构相互作用的红外热像显示:突然施加细水雾,燃烧被强化,可能的解释是湍流使燃料的燃烧速率加快了.随着细水雾的连续施加,火焰的紊流程度进一步增强,不连续区域进一步扩大;同时,细水雾不断吸热汽化,高温区域逐步缩小,直至火焰完全熄灭.     

封闭空间中细水雾灭油盆火的试验研究

为了研究不同条件下细水雾的灭火效果，进行了一系列的细水雾灭B类油盆火灾试验.研制了一种新型两级雾化高压细水雾喷头并测量了其喷雾参数.介绍了灭火实验室的布局和试验步骤.考虑到油盆径向偏移距离、火焰规模、喷头高度、油火遮挡条件以及喷雾压力等因素对灭火效果的影响，共进行了17次灭火试验.测量了灭火过程的温度场变化并进行对比分析.结果表明，对灭火效果有重要影响的因素是火焰被遮挡的条件、喷雾压力和火焰规模.对于设计喷头，推荐使用10~12 MPa喷雾压力，该喷头扑灭2B以上规模火焰较容易，扑灭1B以下火焰较困难.在细水雾扑灭油盆火灾的过程中，水雾气化和窒息起主要作用.     

细水雾作用下受限空间油池火焰温度分布实验研究

利用红外热像技术对受限空间内细水雾熄灭油池火过程中火焰温度分布和火焰结构变化情况进行了实验观察，结果证明池火火焰存在核心反应区、通风控制和燃料控制区域、细水雾与火焰结构相互作用的红外热像显示：突然施加细水雾，燃烧被强化，可能的解释是湍流使燃料的燃烧速率加快了．随着细水雾的连续施加，火焰的紊流程度进一步增强，不连续区域进一步扩大；同时，细水雾不断吸热汽化，高温区域逐步缩小，直至火焰完全熄灭。     

细水雾灭火影响因素改变对受限空间燃油热释放率的影响

研究细水雾灭火影响因素,包括改变油盘相对于喷头水平偏移距离、油盘与喷头垂直距离、油盘面积、预燃时间及喷头压力等.在全尺寸热释放率试验台的基础上,搭建不同油盘空间位置,细水雾条件下油池火燃烧实验台,研究了受限空间内细水雾对乙醇燃烧过程中热释放率的影响.结果表明,对于每个偏移距离存在一个最佳灭火位置,在此位置下,细水雾对热释放率的抑制效果最好;乙醇热释放率峰值随油盘面积增大而增大,随着细水雾喷头压力增大而减小;乙醇预燃时间越短,细水雾降低火源热释放率效果越好.该研究为受限空间内细水雾灭火设计提供了依据.     

含添加剂细水雾熄灭醇类火焰的有效性实验研究

为探究含不同添加剂细水雾熄灭醇类火焰的效果,对含不同浓度尿素、钾盐、FC-4添加剂的细水雾分别开展灭火实验.结果表明:同等条件对比含不同浓度尿素细水雾的平均灭火时间,含1%尿素细水雾熄灭酒精火焰时间最短,与纯水相比灭火时间减少率达到了44.63%;含K2C2O4·H2O细水雾熄灭酒精火和煤油火的平均灭火时间均为最小,灭火时间减少率分别达到了31.35%、73%;含KHCO3的细水雾熄灭酒精火和煤油火的平均灭火时间最大,灭火时间减少率分别为6.75%、57.56%.由此对比可得,含钾盐细水雾熄灭煤油火比酒精火的效果要好.在复合添加剂中,含0.05%的FC-4、1%的尿素和0.2 mol/L K+浓度的K2C2O4·H2O的细水雾熄灭酒精火的平均灭火时间最短,灭火时间减少率也达到了87.90%,灭火效果显著.对比上述分析可知,含复合添加剂细水雾的酒精灭火效果更好,可以实现有效灭火.     

细水雾系统在建筑灭火应用中的理论研究

为了预测细水雾系统在连续运行和间歇运行方式下有障碍火焰熄灭情况,基于受限空间内的气体成分的质量守恒和空间的能量守恒,建立了一个预测受限空间内细水雾系统灭火效果的瞬态模型．该模型对于受限空间温度、干态氧气体积分数能进行较好的预测研究;在同样的火焰情况下,采用间歇运行方式能提高灭火效果而且减小耗水量．     

正负电性的荷电细水雾灭火试验与机理探讨

为了探讨荷电细水雾的正负电性对灭火效果的影响,丰富和完善细水雾灭火的理论和技术,搭建了基于感应荷电的荷电细水雾熄灭受限空间乙醇火的小尺寸试验平台.通过改变电压的正负性,得到正负电性的荷电细水雾.根据其对灭火时间、火焰图像、火焰温度的影响来比较灭火效果,并在试验的基础上进行物理作用和化学作用的机理分析.结果表明,就灭火效果而言,荷电细水雾强于普通细水雾,荷负电细水雾强于荷正电细水雾;荷负电的液滴能诱导燃烧场中的自由基与其碰壁销毁,并且能中和火焰中的正离子,阻止燃烧链传递的进行.     

气泡雾化细水雾装备灭火实验研究

利用气泡雾化压力低、用气量小和雾化效果好的特点,结合目前已有的移动细水雾灭火装备开发了一套背负式气泡雾化细水雾灭火装备.对木垛火进行灭火实验,分析了细水雾灭火过程中不同阶段的主导灭火机理.实验结果表明:利用气泡雾化细水雾灭火装备可有效控制和扑救木垛火,对于0.6A以下的木垛火,可在150 s内扑灭,0.8A的木垛则出现了复燃现象,由于木条的相互遮挡,对于木垛火的扑救应灵活调整射水距离和角度,压制火焰,预防复燃.     

船舶燃油火灾特性参数试验研究

针对舰船消防战术决策缺少大量定量理论数据问题,通过ISO9705试验平台、水浴油池和测试系统,采用氧消耗原理法,分别测量了0.1 m2和0.2 m2船舶燃油火灾的热释放速率、温度和热辐射强度值,研究燃油的初始温度与热释放率、燃烧时间、辐射强度及燃烧温度值之间的关系。试验发现,0.2 m2燃油火比0.1 m2燃油火的燃烧时间短450 s,平均热释放率增大140 k W,在1倍直径处的辐射强度增大约5 k W/m2,平均温度增加约70℃,根据已有数据可以测算10 m2油池的热释放速率约为20.2 MW。试验研究方法对于舰船消防战术中如何控制火灾蔓延及降低火灾危险度具有重要的理论参考价值。     

通风对泡沫-水喷雾系统灭火有效性影响分析

为了探究隧道发生火灾后,其内部通风排烟系统的开启是否会对自动喷水系统的灭火效果产生影响,本文通过全尺寸试验的方法,针对20 MW的木垛火和油池火,对隧道内以临界风速送风时的火灾场景进行了研究,同时研究了火源上方存在遮挡以及通风和灭火开启时序的影响。研究结果表明:通风可以降低隧道内的顶棚温度,提高隧道内的能见度,在一定程度上可以提高自动灭火系统的灭火效率。当固态火源上方存在遮挡时,通风系统后启动会局部加大火势,使灭火时间增长。对于运输碳氢类固态货物的车辆火灾,通风系统先于灭火系统开启或通风和灭火系统同时开启的灭火效果较好。     

基于FDS的水喷淋系统对地铁站台火灾参数的影响研究

为了研究水喷淋系统和应急排烟系统对地铁站台火灾烟气特性的影响,建立了地铁站台火灾数值模型, 应用 FDS 软件模拟计算了火源热释放速率为 3MW 时地铁站台火灾烟气温度、CO 浓度、烟气能见度等火灾烟 气主要参数的变化。结果表明：水喷淋系统可以降低地铁站台火灾烟气温度 10℃左右,降低站台火灾 CO 浓 度和提高烟气能见度的效果较差;增大应急排烟速度可以有效降低站台火灾烟气温度和 CO 浓度,提高烟气能 见度。地铁消防自动喷水灭火系统设计和人员疏散方案设计可以考虑设置水喷淋系统与应急排烟系统,降低 火灾烟气对人员疏散的危害。     

二茂铁作用下酒精火熄灭特性研究

为了研究二茂铁对酒精火焰的熄灭效果,采用烟气分析仪、电子天平和基于质量损失速率的热释放速率计算方法研究了二茂铁蒸气与酒精火焰相互作用时,酒精火的热释放速率和烟气中φ（O2）和P（CO）的变化规律．结果表明：载气流量为1．0m^3／h时,随着二茂铁浓度的增大,热释放速率的下降速度和φ（O2）的回升速度在增大,CO的生成量在减少;载气流量为1．0m^3／h时酒精火的热释放速率下降速度、φ（O2）的回升速度和CO的生成量比流量为0．75m^3／h时的大．增大二茂铁的浓度和载气的流量,有助于提高二茂铁熄灭酒精火的效果．