超细微粒灭火剂冷施放运动特性试验研究

通过激光测量微粒灭火剂释放后在受限空间内各点质量浓度随时间的变化.结果表明,超细微粒灭火剂在受限空间内的运动包括喷射运动和沉降扩散两个过程.前者灭火剂在驱动气流作用下在受限空间顶部、底部及墙壁处积聚,质量浓度较高.后者灭火剂微粒受重力作用发生沉降,同时在湍流气流作用下进行无规则扩散运动,在受限空间顶部质量浓度最低;在受限空间垂直方向的一半高度处,质量浓度较高且波动剧烈;在受限空间底部,当喷射结束后有一个短暂的质量浓度低谷,随着灭火剂微粒发生沉降,质量浓度逐渐升高.喷射压力及喷射质量对灭火剂的运动及质量浓度分布有一定程度的影响,压力过高或过低都会影响超细微粒灭火剂的全淹没灭火效果;喷射质量主要影响湍流驱动在初始阶段的支配地位,进而影响质量浓度大小及分布.喷射压力为1.0 MPa,喷射质量为1 000 g时全淹没灭火效果最好.     

超细微粒灭火剂抑制单室火灾的试验研究

通过试验测量燃烧区温度的变化过程,研究了超细微粒灭火剂在单室火灾模型下与4种不同类型火焰的相互作用、灭火时间和效果。结果表明,超细微粒灭火剂具有较好的全淹没灭火能力。当1 000g超细微粒灭火剂施放后,位于微粒灭火剂流动路径上的无遮挡火焰(中央火和角落火)能够被迅速扑灭,灭火时间分别为3.9 s和7.2 s;对于火源功率较小的顶棚火,由于火羽流及热泳力的作用,微粒灭火剂能迅速扩散到顶棚,从而能在短时间内将其扑灭,灭火时间约6.3 s;对于遮挡火,其灭火时间较长,约14.3 s。微粒灭火剂浓度对灭火时间有较大影响。当微粒灭火剂的喷射质量为500 g时,虽然中央火、角落火和遮挡火均能被扑灭,但灭火时间都较喷射1 000 g灭火剂时有较长的延长,灭火时间分别为8.1 s,13.9 s和22.2 s。对于需要灭火剂微粒扩散较远距离后灭火的顶棚火,虽然灭火剂在热羽流和热泳力作用下能扩散到顶棚,但因浓度太低,同时由于其他3处火焰熄灭后,灭火室内的氧气消耗速率降低,从而使顶棚火得到足够的氧气,燃烧反应进一步加强,温度反而逐渐升高,不足以将其熄灭。     

热气溶胶灭火剂抑制开放空间内油池火的试验研究

为研究热气溶胶灭火剂在开放空间内抑制油池火的作用规律,找到最佳施放条件,以硝酸钾+双氰胺+酚醛树脂体系的热气溶胶灭火剂为试样,采用灭火棒喷射的施放方式,控制施放角度、施放距离、火焰作用位置及风速等条件,进行油池火的局部灭火试验,并用摄像机记录热气溶胶灭火剂与火焰作用的过程。结果表明:热气溶胶灭火剂与火焰作用的瞬间会加剧火焰的燃烧,且只有当灭火剂作用于火焰根部时才能有效地抑制油池火;灭火时间随施放角度增大先缓慢变小后明显变大,随施放距离增大先变小后变大;在顺风、侧风和逆风条件下,风缩短了灭火剂的有效施放距离,且风速越大,有效施放距离越短。由试验结果得出,热气溶胶灭火剂抑制油池火的最佳施放条件为施放角度等于45°,施放距离等于50 cm,且灭火剂对准火焰根部喷射。     

超细磷酸铵盐微粒灭火剂与B类火作用的有效性研究

为研究超细微粒灭火剂的灭火能力,对NH4H2PO4质量分数为90%的ABC干粉进行超细化和表面改性,制得具有良好流散性的平均粒度在2～10 μm的微粒灭火剂,然后将不同量的微粒灭火剂和一定压力的氮气一起充装于1 L的贮压式灭火器中,然后在1 m3灭火室内进行全淹没条件下的B类油火灭火试验.结果表明,粒度在4.11 μm以下的微粒灭火剂能在空中滞留15 min以上,并且其灭火质量浓度随着灭火剂的体积平均直径的减小而减少;微粒灭火剂的体积平均粒径为2.48 μm时,其灭火质量浓度仅为59～64 g/m3,平均灭火时间小于6 s.超细微粒灭火剂具有良好的空间流动扩散能力,可用于全淹没火灾保护,作用于B类油火时,灭火质量浓度低且灭火时间短,灭火效率很高.     

受限空间中化学活性超细粉体的全淹没灭火性能

在容积为1.5m3的受限空间中开展超细ABC粉体全淹没灭火性能研究,测量施加超细粉体后火焰温度变化及火灾抑制、熄灭全过程,探究灭火剂充装压力、灭火剂用量等参数对灭火效果的影响。研究表明,充装压力从0.8MPa增加到1.2MPa时,灭火时间从5s减少到3s,因而提高充装压力可改善喷射效果,改善灭火性能。通过驱动氮气、超细粉体的耦合作用及单纯驱动气体灭火相比较,证明驱动氮气对火灾抑制、熄灭的作用忽略不计,但驱动气体对提高超细ABC粉体与火焰相互作用的进程起到至关重要的作用。两组工况下的火焰未能全部熄灭,但其中一组工况喷射灭火剂,其火焰燃烧强度得到显著抑制。     

压缩空气泡沫系统用于油罐液上喷射的可行性研究

压缩空气泡沫系统与传统泡沫系统在应用方式和性能方面存在重要区别,在油罐火灾防护中使用压缩空气泡沫灭火技术具备诸多益处,因此本文通过模拟油罐灭火试验,采用90％控火时间和灭火时间作为评价指标,评估分析压缩空气泡沫系统用于油罐液上喷射的可行性以及泡沫溶液供给强度、泡沫液类型等影响因素对灭火效果的影响.试验结果表明,固定式压缩空气泡沫系统采用液上喷射方式具有技术可行性,特别是在泡沫灭火剂储备量方面可低于现有吸气式泡沫系统.较高的泡沫供给强度可以获得更好的灭火效果,5 L/(min·m2)已接近液上喷射压缩空气泡沫的临界供给强度.对于控、灭火时间,均遵从“成膜型”泡沫灭火剂优于“非成膜型”泡沫灭火剂这一规律.     

灭火剂及其压力对灭火管系统性能的影响

针对电动汽车电池箱的封闭空间火灾,设计无电源感温自启动灭火管系统。采用正庚烷模拟火源,全氟己酮和六氟丙烷作为灭火介质,分析0、0. 88和1. 81 MPa压力下的灭火过程、管内压力变化、灭火剂使用率和灭火时间。结果表明:全氟己酮和六氟丙烷灭火管系统的灭火过程相似,均可分为预热-管破裂喷射-火焰熄灭后继续喷射3个阶段;六氟丙烷灭火管系统灭火剂的实际使用率为100%,全氟己酮灭火管系统灭火剂的实际使用率在50%～95%之间,压力增加可大幅提高全氟己酮实际使用率;六氟丙烷灭火管系统在20 s内实现灭火,全氟己酮灭火管系统的灭火时间较其更长。     

室内丙烷连续泄漏扩散浓度变化的数值模拟

探究室内气体燃料泄漏后的扩散特性及危害范围的影响,采用CFD软件FLUENT对室内丙烷连续泄漏扩散浓度变化过程进行数值模拟,研究丙烷的浓度场分布和爆炸浓度范围的变化规律。结果表明:水平射流运动和重力对气体的扩散有显著的影响;墙壁对气体的扩散有阻碍作用,在近壁面处形成高浓度区域;爆炸危险区随泄漏时间的增加而先增大后减小。     

某型飞机APU舱灭火系统设计

旨在设计某型飞机的APU舱灭火系统。通过对已有机型的分析和适航条款的解读,对灭火系统的安装方式和灭火瓶的安装位置进行了研究,计算了所需的灭火剂剂量,使用FLUENT仿真软件模拟了灭火喷嘴的位置和灭火剂喷射效果,为灭火系统的布局和优化提供参考。     

灭火剂抑制锂电池火灾研究现状分析

为筛选出适用于锂电池火灾方面的灭火剂,总结近年来应用在锂电池火灾方面的灭火剂的研究现状,分析各灭火剂的优缺点,并针对锂电池储能系统火灾扑救的难点及锂电池火灾特性,提出抑制锂电池储能电站火灾的方案。分析结果表明：固体灭火剂对抑制锂电池热失控几乎没有效果;气体灭火剂的灭火效率较差,降温效果有限,且灭火后锂电池容易发生复燃;水基灭火剂的降温、灭火效果明显,成本低廉且环境友好,细水雾灭火系统降低了水的用量,在其中添加添加剂还能降低水的表面张力,增强灭火效果,但也有研究表明喷头压力在6MPa以上时才能有效灭火。     

Efficiency characterization of fire extinguishing compound superfine powder containing Mg(OH)2

To improve the fire extinguishing efficiency of existing dry powders, a new type of superfine dry powder was prepared using magnesium hydroxide as an additive. In our study, a thermogravimetric analysis (TGA) and differential scanning calorimetry (DSC) were used to analyze the thermal decomposition of the synthesized powders. The temperature of thermal decomposition, weight loss, and other thermodynamic parameters of the fire extinguishing powders were analyzed to explain the performance advantages of the compound superfine powder. Through a small-scale fire experiment, the physical parameters of the extinguishing process—such as extinguish time, powder dosage, smoke concentration, and minimum extinguishing concentration—were quantified for the suppression of a diesel fire using the different powders; these parameters were used to evaluate the fire extinguishing capacity and toxic gas suppression ability of the powders. TGA demonstrated that the compound superfine powder decomposed more quickly and its thermal decomposition process was much shorter than those of the other powders. The DSC data indicated that the compound superfine powder could decrease the characteristic temperature at each stage and thus the powder absorbed the flame's heat more quickly and suppressed flame propagation. The fire extinguishing test demonstrated that the consumption of the three types of fire extinguishing powder decreased with an increase in the driving pressure, and the order of powder dosage was as follows: commercial dry powder > superfine powder > compound superfine powder. Similarly, the order of minimum extinguishing concentration was as follows: commercial dry powder > superfine powder > compound superfine powder. Furthermore, the compound superfine powder exhibited a greater capacity for controlling toxic and harmful gas emissions.     

CO2和ABC干粉灭火剂扑灭火旋风火焰实验对比分析

为了分析2种灭火剂扑灭火旋风效果,采用实验室自制装置生成稳定的火旋风火焰,喷射CO₂或ABC干粉灭火剂,获取火焰温度场及光电信号数据。研究结果表明:在CO₂灭火剂或ABC干粉灭火剂作用下火旋风火焰温度场呈“下凹”型指数衰减;受灭火剂喷射位置影响,火焰根部、中部及顶端不同区域的灭火剂影响系数不同;基于火焰降温速率和光信号变化,相较于CO₂灭火剂,对火焰起抑制作用的ABC干粉灭火剂降温效率更高、扑灭效果更好。     

超细粉体灭火装置在电火花成形机床的应用

为了评估超细粉体灭火装置用于电火花成形机床的技术可行性,通过全尺度灭火实验研究与计算分析,研究超细粉体灭火装置对电火花成形机床火灾的灭火有效性,进一步提出适宜的灭火应用方式和灭火剂设计用量计算方法。结果表明,超细粉体灭火装置可迅速、有效扑灭电火花成形机火灾,超细粉体灭火剂的最低灭火用量为90g,装置响应时间为7～24s,灭火时间为1～4s;基于顶部敞口设计模式的电火花成形机床不符合全淹没灭火应用条件,应采用局部灭火应用方式;根据局部应用灭火系统体积法设计方法,提出了超细粉体灭火装置用于电火花成形机床时的灭火剂设计用量计算方法。该研究有助于超细粉体灭火装置的工程设计,对电火花成形机床的火灾防护具有重要意义。     

内拱顶储罐内初始火灾自动灭火系统性能试验研究

为及时有效地抑制石油储罐内发生火灾后的初始火焰,防止火势蔓延后造成更为严重的连锁爆炸事故,研发1种由火灾快速探测系统和快速喷粉系统组成的快速灭火系统,并通过进行性能试验对此系统在石油储罐内的灭火效果进行验证。结果表明:火焰探测系统在探测器距火焰5 m范围内检验并输出报警信号的时间小于50 ms;快速喷粉装置在装粉量为5 kg时,可在310 ms内完成阀门开启至喷粉结束的整个过程。灭火系统可快速检测到火焰并使灭火剂快速有效地达到灭火点,避免火灾发生,具有一定工程应用价值。     

不同聚合度的聚磷酸铵灭火性能研究*

为考察聚磷酸铵（APP）干粉灭火剂的聚合度对其灭火性能的影响,选用3种不同聚合度的APP,结合其晶体结构、粒度分布及热性能测试,并通过粉体杯式燃烧器进行小尺寸灭火实验,对比3种样品的灭火性能及灭火机理,研究聚合度与其灭火性能的关系。热性能测试结果显示,聚合度的升高会导致APP的热稳定性下降,随着聚合度从80升至1 500,其初始分解温度从326.11 ℃降低至321.54 ℃,失重率从75.21%增加至79.66%。实验结果表明:随着APP聚合度的增加,火焰降温速率升高,最小灭火浓度（MEC）降低,灭火性能增强,当聚合度为1 500时,MEC为118.143 g/m3。聚合度的升高有助于APP在进入火场后更早、更充分地与火焰发生反应,从而使灭火性能得到提升。     

复配超细粉体三相泡沫的制备与稳定性研究

为改善泡沫灭火剂的高温稳定性和抗复燃性能,将石墨粉、膨润土和空心玻璃微珠按一定比例复配加入泡沫灭火剂中制备防灭火三相泡沫,利用自主设计的实验台架,研究其发泡、稳泡及油面热稳定性等主要性能,分析复配超细粉体对泡沫灭火剂稳定性的影响机理。实验证明,复配粉体的加入可使泡沫灭火剂在高温下的稳定时间延长10倍以上,粉体颗粒会在泡沫表面形成一层致密壳层,增强泡沫的隔热阻燃性能,石墨粉的存在使壳层更加致密且增强了泡沫的流动性,但会对泡沫的发泡性能产生较大的影响,当空心玻璃微珠和石墨粉的添加质量比为5∶2时,整体效果较好。     

磷酸铵盐亚纳米粉体灭火性能实验研究

使用溶剂-非溶剂法制备了粒径达到亚纳米量级（300nm-500mm）的磷酸铵盐灭火剂,建立了1．2m×1．2m×1．2m的小尺度灭火实验平台,开展了灭油池火和木垛火的全淹没灭火实验,对磷酸铵盐亚纳米粉体的灭火性能进行了研究,并与普通磷酸铵盐粉体的灭火性能进行了比较。实验结果显示磷酸铵盐亚纳米粉体的灭火性能要明显高于普通粉体,并且在低压下就可以获得很好的灭火果。工作压力的增加会缩短粉体的灭火时间,但是对于磷酸铵盐亚纳米粉体灭木垛火的情况,由于灭火时间相差示大,反而会导致灭火剂用量增加。     

Renewable biomass gel reinforced core-shell dry water material as novel fire extinguishing agent

This work explores the feasibility of using chitosan (CS)-sodium alginate (SA) crosslinking gel to reinforce dry water (DW) composites. The stability and fire extinguishing efficiency of the DW powder are investigated. Compared to ordinary DW material, water loss rate of the modified DW composite is decreased, and its pressure resistance and stability are significantly increased. Moreover, it possesses higher fire extinguishing efficiency than conventional dry powder. Fire extinguishing mechanism and gel formation mechanism are proposed. The improvement in stability has great significance for the storage and transportation of DW materials. These results demonstrate the ability to create a fully green and renewable crosslinking gel capable of endowing high stability to DW material. This work provides a novel solution to improve the stability of DW materials, which will have great application prospect in fire suppression of some flammable hazardous chemicals.     

半封闭空间中水喷淋和泡沫灭火系统灭油池火实验研究

为了对比泡沫灭火系统和水喷淋灭火系统的灭火效率,采用装有400 mL汽油或柴油的280 mm×280 mm油盆模拟火源,分析了0.35,0.48和0.75 MPa压力下泡沫灭火系统和水喷淋灭火系统灭油池火的灭火时间、降温冷却效率及火焰面积。结果表明:泡沫灭火系统比水喷淋灭火系统灭油池火的效果更好,对汽油火的灭火时间比水喷淋灭火系统缩短了35.3%,压力对于灭火效率没有影响;柴油火的灭火效率随压力的增加而增加,不同压力下灭火时间比水喷淋灭火系统分别缩短了35.7%,42.9%和66.4%。