气泡雾化细水雾灭油盘火的试验研究与机理分析

为研究气泡雾化细水雾灭火的机理和影响因素,利用自行研制的气泡雾化细水雾系统进行了以汽油油盘火为火源的灭火试验,改变气泡雾化细水雾喷头的压力和流量,记录不同工况下的灭火时间、火焰温度、辐射热和火焰形态的变化,对气泡雾化细水雾的灭火过程进行分类,分析各类灭火过程的主要灭火机理和压力与流量对灭火有效性的影响规律.结果表明,气泡雾化细水雾针对汽油油盘火具有良好的灭火效果,其灭火过程可分为瞬时灭火、短时间灭火和长时间灭火3种类型,每种类型的灭火过程有不同的主要灭火机理.     

双流体细水雾对木垛火的灭火特性研究

使用气泡雾化喷头和氮气、空气及二氧化碳3种雾化气体对木垛火进行双流体细水雾灭火试验,研究了双流体细水雾与木垛火的相互作用特点及细水雾和雾化气体的协同灭火机理.结果表明,水流率足够的条件下,双流体细水雾可以快速抑制木垛火,但完全扑灭木垛内部的火焰需要较长时间;喷头施加的水流率越大,灭火时间越短;雾化气体起到了辅助灭火的作用,且雾化气体本身的灭火能力越强,对应的双流体细水雾的灭火时间越短.     

不同喷射方式细水雾灭火效果的试验

细水雾的喷射方式对其灭火效果存在一定的影响。利用时间继电器控制细水雾灭火系统的启停,开展了连续式和脉冲式两种喷射方式的细水雾对开门与关门两种通风条件下不同燃料油池火分别进行抑制的试验研究。结果表明:在试验条件下,对于开门状态下连续式细水雾难以扑灭的汽油池火,脉冲式细水雾能显著提高灭火效果;对于连续式细水雾容易扑灭的柴油池火及关门状态下的汽油池火,脉冲式细水雾不能提高灭火效果,且灭火时间和用水量均有所增加;对于细水雾难以扑灭的酒精池火,连续式细水雾和脉冲式细水雾均未有效扑灭火焰。     

细水雾抑制熄灭K类火有效性的实验研究

本文通过全尺寸模拟实验研究了细水雾与K类火的相互作用，利用LDV／APV激光多普勒分析仪对细水雾特性进行了测量，分析了细水雾的粒径、速度及雾动量对灭火有效性的影响规律。分别改变喷头类型、工作压力、喷头与火源的垂直距离及喷射角度进行多种工况的灭火实验，结果表明，细水雾的灭火有效性随着压力的增大得到明显提高，喷头的雾化性能直接影响着细水雾的灭火有效性，同时喷射角度及喷射距离也影响着细水雾的灭火有效性。本文为细水雾灭火技术用于厨房环境的火灾防护提供了科学的参考依据和必要的设计参数。     

几种不同类型细水雾喷嘴雾化特性研究

本文通过理论分析及实验方法,对几种常见的细水雾灭火系统的喷嘴雾化特性进行研究对比.读者通过对比可以根据不同的场合选择不同的细水雾灭火系统.     

“细水雾灭火模拟实验系统的研制与应用”通过专家鉴定

由火灾实验室承担的“细水雾灭火模拟实验系统的研制与应用”通过专家鉴定。该项目属国际前沿研究课题。主要通过模拟实验对不同雾化方式、不同实验工况条件下细水雾滴径和速度分布以及雾通量等特性参数进行了动态测量和分析 ;研究了细水雾与火焰相互作用的机理 ,揭示了雾通量与细水雾灭火有效性之间的内在关联 ;研究了在开放空间和受限空间细水雾与油池扩散火焰、木垛火焰相互作用的动力学过程 ,对细水雾与火焰相互作用的过程进行了实时、多参数的同步实验测量 ,并建立了细水雾作用下对红外热场诊断结果的修正方法 ,从而为系统、深入地研究…     

基于数值模拟的细水雾在汽车涂装车间喷漆室的应用研究

采用FDS软件对细水雾扑救汽车涂装车间喷漆室火灾的灭火效能进行数值模拟分析,着重探讨了喷漆室纵向通风、细水雾雾滴粒径、雾滴喷射速度、汽车障碍物等对扑灭油漆火的影响。模拟结果表明:在细水雾与油漆火的相互作用过程中,细水雾对火源的表面冷却和隔氧窒息作用显著;为了防止室内氧气得到补充,在开启细水雾灭火的同时应当联动控制关闭纵向通风系统;在模拟工况条件下雾滴粒径为100μm~300μm的细水雾灭火效果优于粒径为400μm、500μm的细水雾;雾滴在一定喷射速度范围内速度越大灭火效果越好,喷射速度为10m/s的雾滴灭火效果明显优于3m/s和5m/s的雾滴,但是为了防止火焰横向蔓延,喷射速度不宜过高;在汽车障碍物火灾中部分微小的细水雾雾滴受到火焰的卷吸作用,可以绕过障碍物进入火区发挥冷却作用,细水雾灭火系统能够有效控制障碍物火灾,可以应用于汽车涂装车间喷漆室。     

基于基元反应的气液两相协同抑爆阻燃效果分析

为提高惰性气体-细水雾的协同抑爆阻燃效率,基于光谱试验,采用理论分析和Fluent、CHEMKIN-PRO等数值模拟方法,研究N₂-细水雾在不同喷射位置、不同喷射压力下,基元反应和典型自由基(H·和·OH)摩尔分数在抑爆阻燃过程中的变化。研究结果表明：交错喷射N₂和细水雾比对流喷射和平行喷射具有更好的协同抑爆阻燃效果;在模拟管道条件下,N₂和细水雾喷射压力分别达到4.5、2 MPa时才具备良好的抑爆阻燃效果,此时H·和·OH的摩尔分数最大值分别为0.006 4和0.006 9。根据尺度效应,喷射压力应用于实际甲烷爆炸火灾发生区域,H·和·OH摩尔分数可作为消防行业现行火灾自动灭火系统运作过程中的监测参数,以其数量变化作为灭火进程的参考。     

细水雾雾强分布及灭火有效性实验研究

研究了系统压力变化对细水雾雾场分布的影响,定量表征了细水雾雾场分布特性。实验发现系统压力增大,细水雾总流量增大,细水雾分布向中心集中。通过改变燃料种类、系统压力、火源位置等条件,研究不同雾场强度下细水雾对不同燃烧模型的灭火有效性,实验发现在雾场强度较高的情况下,灭火效率很高,而在雾场强度较低的情况下,难以熄灭火焰。雾场强度较低时,细水雾对不同燃料的灭火效果不同,闪点较低的燃料容易强化燃烧,闪点较高的燃料燃烧会受到抑制。     

细水雾灭垂直立面火实验研究

对细水雾灭垂直立面火进行了实验研究。结果表明,喷头和火源之间存在一个最佳的水平距离,在此距离上,细水雾能够扑灭的火源尺寸或火源的位置范围最大。喷头向燃料表面垂直喷射时,灭火时间最短。斜向喷射时,随着喷射角度的增大,灭火时间逐渐增大,直至灭火失败。喷头斜向上喷射时的灭火效果优于斜向下喷射时的灭火效果,能够在更大的喷射距离上扑灭相同规模的火源。     

大型民机货舱水基哈龙替代抑灭火技术研究进展

依据飞机货舱哈龙替代灭火技术发展趋势和高效灭火重大科技需求,首先阐述了机载细水雾灭火系统的组成及功能,分析了兼容机载供水供氮系统的低压双流体细水雾技术优势;其次综述了低压双流体细水雾喷头研发的技术路线、工况环境和喷头结构对细水雾雾场特性的影响,以及低压双流体细水雾的灭火效能和灭火机理;最后回顾了近年来国内外研究机构在飞机货舱中开展的全尺寸试验验证.基于此,提出对于新一代机载细水雾灭火系统,应强化货舱通风条件对细水雾雾场特性及灭火有效性影响的研究、低压环境下细水雾灭火有效性研究、不同特性细水雾灭火有效性研究,以及低压双流体细水雾持续灭火有效性研究.     

改进型细水雾喷头雾化特性及灭火试验研究

为改进细水雾喷头的雾化效果,根据雾化芯结构特征设计14种细水雾喷头,采用激光粒径仪、细水雾试验装置,研究雾化芯设计参数对其雾化效果的影响,探究改进型喷头最优灭火效果所对应的工作压力和添加剂质量浓度。结果表明:四流道雾化芯细水雾喷头雾化效果最好,雾滴粒径(X_(90))为110.578μm;当工作压力从8 MPa增加到12 MPa时,细水雾灭火效果提高17.4%,超过12 MPa时提升作用甚微;水中的添加剂可以提高细水雾灭火效果,十二烷基苯磺酸钠(SDBS)质量浓度为0.4 g/L时灭火效果最佳。     

两相射流促进细水雾灭火技术发展

压缩气体射流与水射流混合后所产生的气-水两相射流,可获得连续、高速喷射的细水雾,水滴粒径小,穿入火焰的能力强,可沿水平方向射入火焰中,比喷淋方式水雾灭火可节省90%的用水量,缩短了灭火时间,发挥了细水雾的灭火优势,是细水雾灭火技术的最新发展。所制成的便携式、车载式、固定式的两相射流细水雾灭火装置,可扑灭多种类型的火灾,尤其适合用于扑灭有人存在的空间的火灾。以涡喷发动机为喷射动力的气-水两相射流喷射系统,制成了超大功率的喷射雾状水的消防装备,大幅度提高了控制油、气大火火势的能力和灭火效率。气-水两相射流还有稀释、吹散泄漏出的可燃性气体,防止其点燃的功能,适合于在天然气和有毒有害气体泄漏事故抢险救援中使用。将压缩气体和泡沫液按比例混和后喷射的压缩空气泡沫喷射系统,产生了喷射“干泡沫”的消防车,使灭火用水的利用率提高了8倍,被称为是世界最先进的泡沫灭火技术。气-水两相射流促进了灭火技术革命性的发展,新型的气-水两相射流消防装备不断涌现,展示出了广阔的应用前景。     

气泡雾化细水雾灭火有效性实验研究

气泡雾化技术是一种双流体的细水雾发生方法。作者根据气泡雾化的雾化机理自行设计了一种气泡雾化喷嘴，并通过先进的实验诊断手段和模拟实验，对该喷嘴产生的细水雾的雾场特性进行了测量，研究了其熄灭煤油火和酒精火的有效性，为发展新型的细水雾发生方法积累了必要的实验数据。     

含微胶囊添加剂的低压细水雾厨房灭火实验研究

通过全尺寸实验研究低压细水雾对抑制和熄灭K类火灾的有效性。选用三种喷头进行灭火实验，并选择灭火效果最好的喷头进行含微胶囊F-500添加剂的细水雾灭火实验。结果表明，低压细水雾对抑制和熄灭食用油火灾具有一定的效果，但容易发生复燃。而添加了微胶囊F-500的低压细水雾，灭火效率较纯细水雾提高约3～10倍，且能有效地避免复燃，同时提高了火场的能见度。不同浓度的F-500溶液具有不同的灭火效果，综合考虑经济性和有效性因素，3％浓度的F-500溶液是厨房低压细水雾灭火系统的最佳灭火介质。     

K_2C_2O_4溶液抑制甲烷-空气扩散火焰试验研究

为研究含草酸钾(K2C2O4)细水雾的灭火效能,用改进的杯式燃烧器开展灭火试验。通过超声雾化系统将K2C2O4溶液雾化,在空气流量为40 L/min条件下,以协流的方式进入火焰区,测定不同浓度K2C2O4细水雾抑制甲烷火的最小灭火浓度(MEC)。应用差示扫描量热仪(DSC)测定溶液比热容,得到溶液比热容与温度的一般关系。结合灭火的热机理,量化不同浓度的K2C2O4溶液灭火剂的物理和化学作用。结果表明,K2C2O4可显著提高纯水的灭火效率,且K2C2O4的质量分数为2%时,化学灭火作用最好,K2C2O4对灭火效率的影响取决于增加的化学作用和降低的纯水蒸发能力之间的竞争关系。     

受限空间脉冲细水雾系统关键参数试验与数值模拟研究北大核心CSCD

为了研究脉冲细水雾的关键参数,采用FDS软件对不同周期的脉冲细水雾熄灭受限空间油盘火进行了数值模拟,分析了脉冲周期的优化设置、细水雾的灭火效果和灭火机理。根据模拟结果进行参数设置,建立了脉冲细水雾试验平台,对脉冲细水雾熄灭不同尺寸油盘火进行了试验研究,并与数值模拟结果对比。研究表明:脉冲细水雾的最佳周期应满足喷头开启时间接近雾滴降至燃料表面的时间,暂停时间接近雾滴的生存时间;脉冲细水雾能熄灭不同尺寸火源,其灭火效果优于连续细水雾,雾滴蒸发效率更高,灭火机理为水雾蒸发稀释氧气而窒息灭火。     

受限空间脉冲细水雾系统关键参数试验与数值模拟研究

为了研究脉冲细水雾的关键参数,采用FDS软件对不同周期的脉冲细水雾熄灭受限空间油盘火进行了数值模拟,分析了脉冲周期的优化设置、细水雾的灭火效果和灭火机理。根据模拟结果进行参数设置,建立了脉冲细水雾试验平台,对脉冲细水雾熄灭不同尺寸油盘火进行了试验研究,并与数值模拟结果对比。研究表明:脉冲细水雾的最佳周期应满足喷头开启时间接近雾滴降至燃料表面的时间,暂停时间接近雾滴的生存时间;脉冲细水雾能熄灭不同尺寸火源,其灭火效果优于连续细水雾,雾滴蒸发效率更高,灭火机理为水雾蒸发稀释氧气而窒息灭火。     

大气压力对细水雾灭火系统泵组流量特性及效率的影响

柱塞泵是泵组式细水雾灭火系统的关键部件,它是细水雾喷头实施喷雾的供水源和压力驱动源.为研究大气压力,特别是高海拔低气压环境对柱塞泵流量特性及效率的影响,通过在合肥及拉萨两地的对比试验,给出了环境压力与柱塞泵流量特性及效率的关系.结果表明,大气压力减小使柱塞泵的流量减小,因此,在高原低气压环境下使用柱塞泵,应采用增加柱塞泵进口压力的措施,以保证泵组式细水雾灭火系统的设计性能;不同大气压力下泵组的效率无明显变化,即大气压力对泵组的效率无明显影响.     

细水雾特性参数对锂离子电池组灭火效果的影响

为了研究不同特性参数细水雾抑制锂电池组火灾的效果,利用计算流体动力学模型和火灾动力学模拟程序对不同特性参数细水雾灭火效果进行了分析.采用锥形量热仪在50 kW/m2辐射热条件下和100％荷电状态下对锂离子电池进行燃烧试验,获取其热释放速率曲线,热释放速率峰值为9.23 kW.在试验获得参数的基础上以6个18650型锂电池建立火灾模型,利用火灾场模拟软件FDS对不同雾滴直径、雾动量和喷雾强度的细水雾的灭火过程进行数值模拟.定量分析熄灭锂离子电池火的细水雾相对适宜的条件范围,研究细水雾的特性参数对锂离子电池组灭火效果的影响.结果表明:在细水雾雾滴动能不变的情况下,随细水雾雾滴粒径增大,灭火时间先波动后增大,在细水雾粒径为50～100μm的工况下系统抑制锂离子电池火效果最佳,灭火时间最短,耗水量最少;水雾动量变化在一定区间内增加对锂电池灭火有增强效果,当雾滴速度足以穿越火焰时,增加水雾动量对灭火效果影响不大;在规定范围内喷雾强度越大,细水雾能够气化的数量越多,吸收的热量也越多,越有利于灭锂离子电池火灾.