非离子液细水雾灭火效能与减弱火焰强化现象研究

针对细水雾释放初期出现的火焰强化在一定程度上影响细水雾灭火技术的安全适用性问题,基于物理化学、火灾学理论,开展了弱化火焰强化的非离子液添加剂遴选和熄灭油池火的试验。结果表明:非离子液细水雾释放时具有较佳的雾化特征参数,其灭火时间和最高温度增加幅度均随非离子液质量分数的增大而降低;火灾烟气中CO体积分数最大值和维持高CO体积分数的时间均随非离子液质量分数的增大而降低;O_2体积分数降低到最小值和由最小值恢复至常值的恢复速率均随非离子液质量分数的增大而加快。非离子液细水雾具有弱化火焰强化的作用,且扑灭油池火的能力优于纯水细水雾,通过分析,获得了非离子液细水雾弱化火焰强化的机理。其主要灭火机理:一是非离子液细水雾喷出后形成的悬浮气泡和水泡沫具有阻隔热辐射、隔断O_2供应和隔离可燃物与O_2接触的作用;二是非离子液具有较低的HLB值,且细水雾因高温作用,与水分子以氢键链接的醚基断裂,增强了捕捉煤油分子和销毁链式反应中H·和OH·的能力。上述研究成果,对于细水雾灭火技术在油品火灾的高效、安全扑救方面具有重要意义。     

两级雾化高压细水雾灭火喷头

为了解决细水雾灭火喷头喷雾保护半径小的问题，研制了一种新型两级雾化高压细水雾灭火喷头.计算了喷头流量和索太尔雾滴直径dsauter.实验测量了喷头在地面的喷雾密度分布，并与另外3种形式雾化喷头的测量结果进行了对比.采用风速计测量了喷雾速度，以及相位多普勒粒子测速仪测量验证了dsauter.考虑油盆火焰位置的改变，进行了一系列的细水雾扑灭“2B”油火实验，并测量了灭火过程中空间温度场的变化.结果表明，该喷头可以产生dsauter小于250　μm的细水雾，喷雾保护半径为2 m，在半径为0～1.5 m时都具有高效的灭火能力.     

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.     

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．     

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.     

两级雾化高压细水雾灭火喷头的实验研究

为了解决细水雾灭火喷头喷雾保护半径小的问题，研制了一种新型两级雾化高压细水雾灭火喷头．计算了喷头流量和索太尔雾滴直径dsauter实验测量了喷头在地面的喷雾密度分布，并与另外3种形式雾化喷头的测量结果进行了对比．采用风速计测量了喷雾速度，并采用相位多普勒粒子测速仪测量验证了dsauter考虑油盆火焰位置的改变，进行了一系列的细水雾扑灭“2B”，油火实验，并测量了灭火过程中空间温度场的变化．结果表明，该喷头可以产生dsauter。小于250μm的细水霉，喷霉保护半释为2m．在半径为0～1．5m时都具右高神的灭火能力．     

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.     

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.     

双层高压细水雾灭火喷嘴雾化特性实验研究

喷嘴是高压细水雾灭火系统的关键元件.由于离心喷嘴的雾化机理十分复杂,单纯的理论分析是远远不够的,必须进行大量的实验.为此,提出了雾滴直径及喷雾密度分布的测试方法,并对双层喷嘴的雾化特性进行了实验研究.     

胶合板表面火蔓延特性研究

实验研究了在一定风速作用下典型的可燃固体材料三合板和五合板上下表面都处于流场中的情况，表面火蔓延的特性，并与施加超细水雾后火焰的蔓延状态对比，探究了细水雾对固体燃料火焰的抑制作用。     

船用固定式高压细水雾灭火系统的研制

介绍了高压细水雾的特点、SOLAS公约及MSC通函的相关要求、船用固定式高压细水雾灭火系统的组成、工作原理及设计要求.该研究成果对细水雾灭火系统的设计、制造与实船布置具有指导意义.     

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．     

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.     

电缆隧道灭火技术应用研究

分析了电缆隧道火灾的起因、危险性及特点,比较分析了电缆隧道的灭火技术,提出了一套高压细水雾灭火系统解决方案,并结合某钢厂电缆隧道项目对高压细水雾系统工程进行设计,研究成果和实践对计算机房、控制室、油浸变压器、档案库房、高压配电室等重要危险场所细水雾灭火系统的设计具有参考价值.     

一种七喷嘴细水雾喷头的设计与仿真

为解决单喷嘴细水雾喷头雾化锥角较小及多喷嘴组合式细水雾喷头体积与流量较大等问题,设计一种新型直射混合旋流式七喷嘴的细水雾喷头,研究喷头结构参数与型式对喷头雾化效果的影响,并在多个压力工况下对最优结构配比喷头进行数值模拟。仿真结果表明:新型七喷嘴直射混合旋流式细水雾喷头能够获得较大轴向动量和径向动量,且由7个喷嘴有效地增大了喷头的雾化保护锥角,在1.2 MPa工况理想状况下喷雾保护锥角最大可达146.3°,流量特性系数K在3.82~3.87之间,具有足够的喷射强度。       

木柱单面及相邻两面受火后的剩余承载力试验

为研究我国常用树种木构件的抗火性能,采用水平燃烧炉并依据ISO834标准火灾温度曲线进行了5组共32根木柱单面或相邻两面受火的火灾试验,以及试件受火后的剩余受压承载力试验.结果表明,木柱有效面积因受火炭化而减小,相邻受火面之间呈圆弧状连接,边角棱角不再存在,靠近炭化层的高温分解层木材强度明显劣化; 表面无防火措施木柱的平均炭化速度为1.1 mm/min,石膏抹面和防火涂料能有效延缓木构件开始炭化的时间,且防火涂料防火效果更为显著; 受火木柱受压破坏时四侧面中心竖向应变有一定差异,偏压特征比较明显; 极限承载力、极限位移和刚度随着受火时间增加而减小; 截面较大柱的剩余承载力下降程度明显小于截面较小柱.     

化学灭火添加剂的灭火有效性实验研究

通过大量的实验及查阅相关的国外文献资料,对化学添加剂的灭火机理及其灭火性能进行了研究,研究的对象分为两类:一类是易溶于水的碱金属盐,主要是研究其作为化学添加剂添加在细水雾中的灭火效果;另一类是含铁、锌、锰等元素的高效化学灭火物质,研究其作为化学添加剂添加到其它气态灭火介质如二氧化碳、氮气中的灭火效果.同时作者通过实验重点论证了灭火添加剂的优化配比、极限性和提高其灭火效能的途径等问题,也讨论了灭火添加剂与其它灭火介质之间的相互作用关系,为研制新型清洁、经济、高效的灭火剂奠定了基础.