低压下不同新型清洁气体灭火剂抑灭21700型锂离子电池火研究

为探究在航空运输低压环境下Novec1230（全氟己酮）和2-BTP（2-溴-3,3,3三氟丙烯）2种新型清洁气体灭火剂扑灭和抑制空运锂离子电池火的效果,基于动压变温实验舱,自主设计了适用于气体灭火剂的实验灭火装置;在40,60,80 kPa 3种环境压力梯度下开展灭火实验,分析了施加2种灭火剂前后锂电池表面温度变化和灭火过程中的实验现象。结果表明:低压下2-BTP和Novec1230均能有效降低锂离子电池火焰中自由基浓度,快速扑灭明火;2-BTP的降温和抑制温升效果明显优于Novec1230,能更好地抑制锂电池之间的连锁热失控。研究结果可为新一代机载灭火剂的选择提供参考。     

Novec 1230-N_2灭火体系存储性能试验研究

作为新一代哈龙替代灭火剂,Novec 1230因其出色的灭火性能和良好的环境、物理及毒理特性而受到广泛关注。为深入探讨Novec 1230-N2灭火体系的存储性能,首先对Novec 1230的饱和蒸气压进行了测定,并考察了不同Novec 1230-N2充装体系的存储压力随温度的变化情况。在此基础上,应用质量守恒和道尔顿分压定律对N2在Novec 1230中的溶解度及Novec 1230的最大充装密度进行了量化。结果表明,Novec 1230的存储性能较Halon 1301和HFC-227ea更优异,且当体系充装密度、初始充装压力较大时,体系存储压力随温度的变化更显著。此外,N2在Novec 1230中的溶解度很低,仅随体系充装压力和温度而变化,与充装密度无关。最后,给出了Novec 1230的最大充装密度。     

新型气体灭火剂对飞机用橡胶材料的腐蚀性能研究*

为研究氢氟烯烃（HFOs）与氢氟氯烯烃（HCFOs）灭火剂对于飞机用橡胶密封材料的腐蚀性,通过实验研究6种新型气体灭火剂（R1234yf,R1234ze,R1234ze-E,R1233xf,R1233zd,R1336mzz-E）,对目前飞机用4种橡胶O型圈（硅橡胶VMQ,氟橡胶FKM,氟硅橡胶FVMQ和丁腈橡胶NBR）的腐蚀作用。在70 ℃,0.1 MPa工况下开展腐蚀实验,对实验前后橡胶的性能参数进行测试,并结合红外测试结果进行性能下降分析。结果表明:R1336mzz-E可对FKM造成腐蚀,样品拉伸强度下降20.91%,拉断伸长率下降44.28%,且表面褪色、开裂;FVMQ在R1234ze气氛中发生严重的交联老化反应,拉伸强度下降44.4%;R1336mzz-E对FVMQ造成腐蚀,暴露后拉伸强度下降39.96%。     

感温自启动灭火管系统应用于密闭空间的试验研究

为了对比Novec 1230（全氟己酮）感温自启动灭火管系统与R236fa（六氟丙烷）感温自启动灭火管系统的灭火效率,采用火灾实体试验的方法,分析了不充压,0.88,1.81 MPa下2系统的灭火时间、破裂动作温度及降温冷却效果。研究结果表明:2种灭火管系统都成功灭火,且 R236fa灭火管系统灭火时间更短;2种灭火管系统的破裂动作温度均在80 ℃以上;不充压和0.88 MPa时,2种灭火管系统降温冷却效果相差不大,但充压1.81 MPa时Novec 1230灭火管系统对环境温度的降温冷却作用更强。     

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。     

2-氢七氟丙烷熄灭聚甲基丙烯酸甲酯燃烧火焰的实验研究

采用二视窗小型燃烧室和数码摄像技术分别研究了2-氢七氟丙烷和二氧化碳对聚甲基丙烯酸甲酯(RMMA)燃烧火焰的熄灭过程;探讨了2-氢七氟丙烷对PMMA的点火延迟时间、火焰形貌和燃烧速率的影响;同时,运用傅立叶变换红外光谱(FTIR)对PMMA熄火表面的化学成份进行了分析.结果发现:极低浓度的2-氢七氟丙烷不仅不能灭火反而还能够促进PMMA的点火和燃烧,但在灭火剂浓度相对较高的情况下,2-氢七氟丙烷抑制样品点火和燃烧的能力要远高于二氧化碳.与二氧化碳灭火剂相比,2-氢七氟丙烷具有灭火浓度低、灭火效率高和灭火速度快等明显优点.此外,FTIR的分析结果显示PMMA熄火表面的化学成份没有明显变化,这表明2-氢七氟丙烷对RMMA燃烧火焰的熄灭作用可能主要是发生在气相中.     

基于红外吸收法的哈龙替代灭火剂HFC－125的浓度监测技术

HFC-125(五氟乙烷)有较好性能,可替代哈龙灭火剂应用于飞机灭火系统中。在飞机灭火系统的评估实验中,模拟地面或是飞行状态,灭火剂浓度测量设备都是必不可少的。基于非色散红外光谱技术(NDIR),初步设计了HFC-125灭火剂浓度监测设备,该设备采用硅碳红外光源,入射光经过斩波器调制转变为交变光,通过单光路测量气室后,被碲镉汞红外探测器转化为电压信号并被前置放大电路放大。通过电压比与体积分数的对应关系,可以实现对HFC-125浓度的监测。     

BTP-N_2复合气体配比优化及灭火临界条件研究

为了考察一溴三氟丙烯(简称BTP)与氮气(N2)所形成的复合灭火介质的复合比以及不同复合比下的临界灭火条件,开展了以下工作:首先,基于多组分分压原理,探讨了BTP-N2预混技术的可行性;其次,基于燃烧学和气体运动学理论,提出了BTP与N2复合灭火介质的灭火临界条件预测理论模型;再次,依据卤代烷灭火介质的特点和灭火机理,构建了临界灭火试验平台,对不同BTP和N2复合比下的复合气体灭火介质进行灭火临界条件研究;最后,通过实验结果修正和完善预测理论模型。结论:BTP-N2复合灭火介质的灭火临界条件理论值与实验值吻合性较好,因此该预测模型能很好地对复合卤烃灭火介质的临界灭火条件进行估算,为研究卤烃气体与惰性气体复合灭火介质的灭火机理及研发高效清洁灭火介质奠定了基础。     

黄原胶对无氟泡沫灭火剂性能影响研究

为解决传统水成膜泡沫灭火剂（AFFF）对生态环境的不利影响,以天然表面活性剂无患子皂苷、碳氢表面活性剂椰油酰胺丙基甜菜碱（CAB）和十二烷基磺酸钠（SDS）作为发泡剂,探究黄原胶（XG）对3种表面活性剂复配体系泡沫性能的影响。采用多种方法研究泡沫溶液的表面张力、粘度、发泡性、泡沫稳定性、泡沫灭油火的有效性等性能。结果表明：XG的加入对泡沫溶液的表面张力影响很小,随着XG质量分数的增加,泡沫溶液的发泡性能略有下降,而粘度快速提高。XG质量分数对泡沫稳定性有显著影响。根据《泡沫灭火剂》（GB 15308—2006）0.25 m2油盘火试验,当XG质量分数为0.30%时,极大地提高了泡沫的灭火性能,灭火时间为88 s,相比无XG添加时减少20 s;100%抗烧时间比无XG添加时增加504 s。实验结果为XG在无氟泡沫灭火剂中的潜在应用提供了依据。     

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.     

新型气体灭火技术在海上平台的应用可行性分析

根据海上油气生产平台的特点及灭火需求,分析了海上平台现有灭火系统及灭火剂的综合性能及缺陷,对新型灭火系统的安全性、环保特性、灭火剂的毒性及灭火效能等方面进行对比和分析,对采用新灭火技术替代平台现有灭火装置的应用可行性进行探讨,分析显示:新型灭火剂Novec1230比目前海上平台应用的其他气体灭火剂在安全环保灭火性能上更具优势。     

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%。     

高水无机材料防灭火性能影响因素研究与实践*

为进一步揭示高水无机材料抑制煤自燃机理，将其更好地应用于煤矿防灭火领域，开展高水无机材料流动渗透性能实验与高水无机材料抑制煤堆自燃实验，研究不同水灰比和不同空隙率条件下高水无机材料浆液流动渗透规律和高水无机材料浆液煤堆自燃降温规律。结果表明:高水无机材料浆液的水灰比和煤块间的间隙宽度对其流动渗透性能有显著影响，煤堆不同径向距离处的温度均呈现出开始迅速降低、之后缓慢降低的2个降温阶段。三河尖矿防灭火工程实践应用表明水灰比28∶1的高水无机材料浆液有较好的防灭火效果。     

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。     

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。     

压缩空气泡沫扑救大型油类火灾全尺寸实验研究*

为验证压缩空气泡沫扑救大型火灾的有效性,分别开展225 m2甲醇和450 m2重油油池火灭火实验,采用压缩空气泡沫系统搭配消防机器人远距离喷射压缩空气泡沫的灭火方法,分析该方法的灭火效能。研究结果表明:压缩空气泡沫系统可以实现远距离灭火,压缩空气泡沫的施加可以有效降低油池内燃料温度、火场温度以及油池附近热辐射强度。在压缩空气泡沫系统混合液流量为3 900 L/min时,距离油池边缘29 m条件下扑救450 m2全尺寸重油火灾的灭火时间为130 s,灭火阶段水和3%泡沫液的消耗量分别为8 233 L和273 L;在压缩空气泡沫系统混合液流量为3 600 L/min时,距离油池边缘不小于35 m条件下扑救225 m2全尺寸甲醇火灾的灭火时间为231 s,灭火阶段水和6%泡沫液的消耗量分别为12 962 L和808 L。研究结果对提升扑救大型油池火灾的作战能力具有重要意义。     

喷头间距对城市隧道细水雾灭火的影响研究

为合理设置城市交通隧道细水雾自动灭火系统喷头间距，在实体隧道中进行了4种不同喷头间距的细水雾灭火实验，利用FDS软件模拟了8种喷头间距下细水雾对火灾温度、烟气密度的影响情况。研究结果表明:实验数据与模拟数据基本吻合；细水雾对隧道火灾抑制效果明显；喷头间距对火灾影响规律可划分为2个区域，对于Ⅰ区（间距<2.5 m），单位体积细水雾质量是影响细水雾灭火的最主要因素，对于Ⅱ区（间距≥2.5 m），细水雾灭火效果受单位体积细水雾质量、动量综合影响，并分别给出了温度、烟气密度与喷头间距的函数关系式；就宽6 m、高5 m的城市隧道而言，细水雾喷头间距宜设置为2.5 m。