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.     

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.     

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。     

含氯化钴添加剂细水雾灭火有效性的实验研究

在标准受限空间中,通过热态灭火实验对比分析了纯水细水雾和含氯化钴添加剂细水雾在不同添加荆浓度、工作压力下对煤油火的抑制效果.实验结果表明:含有氯化钴的细水雾比纯水细水雾具有更好的抑制效果.而细水雾的灭火时间并不是随着氯化钴的浓度变化而呈线性变化的,而是存在着一个最佳灭火浓度.实验表明:浓度为1.75%时的灭火效果最好.系统的工作压力也对细水雾的灭火性能有影响,在较高的工作压力下,细水雾的平均灭火时间较短.     

细水雾在城市地下综合管廊内灭火特性的数值模拟研究

近年来,综合管廊逐渐成为城市建设热点,选择合理的灭火系统有利于保障消防安全,但相应的规范中未明确具体的设置参数。因此以某城市综合管廊为研究对象,采用FDS数值模拟软件,研究了管廊通风、雾滴粒径、喷雾流量等因素对细水雾灭火特性的影响,研究结果表明:将细水雾灭火系统与通风系统联动关闭通风可以提升细水雾的灭火效果;在此研究条件下,平均粒径为300μm、喷雾流量为13 L/min的细水雾灭火效果较优。     

细水雾扑灭食用油火的有效性及影响因素研究

为研究细水雾抑制熄灭厨房火灾的性能,按照家庭、酒店或快餐店小规模厨房的场景,开展封闭空间细水雾灭火技术缩小比例火灾试验。基于自行设计的细水雾灭火试验系统,采用分体式激光粒度仪测定细水雾粒径,改变喷嘴类型和工作压力,进行多工况灭火有效性试验。结果表明:细水雾扑灭食用油火的有效性随压力和细水雾流量的增大而提高,并且增加流量比增大压力有效;细水雾抑制熄灭食用油火的主要机理为冷却燃料表面,当液滴粒径大于200岬且工作压力大于0.2 MPa时,细水雾能够穿过火羽到达食用油表面进行冷却,同时,细水雾动量和雾锥角也影响细水雾的灭火有效性。     

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。     

细水雾幕衰减热辐射的数值模拟研究

针对现有防火分隔技术的不足,以细水雾幕作为新的防火分隔技术,开展了不同细水雾幕雾特性对衰减热辐射影响的数值模拟研究。通过建立长通道模型,在火源和被保护物体中间设置细水雾幕系统,测量有无细水雾幕及不同细水雾特性条件下被保护侧温度及热辐射强度值,来定性定量研究细水雾幕衰减热辐射的效率。模拟结果表明:细水雾幕可以很好的降低被保护侧空间的温度和热辐射强度;衰减热辐射效率随雾滴粒径的减小,喷雾流量的增大,喷头排数增加而增大;另外,其衰减热辐射效率与喷头布置方式有关,上喷方式明显优于下喷方式。研究结果将对现有防火分隔技术的改善提供帮助和技术支持。     

障碍物遮挡条件下细水雾与油池火相互作用的实验研究

障碍物影响下细水雾灭火有效性的研究具有重要的意义。研究了障碍物与火焰的相对位置、细水雾工作压力、喷头距离火焰垂直距离及水平距离等因素对灭火有效性的影响,以及细水雾作用下火灾烟气中一氧化碳、二氧化碳及氧气浓度的变化规律等。结果表明:高压细水雾可以有效扑救部分有障碍物遮挡的油池火,同时喷头距离火焰的水平距离和垂直距离也显著影响着细水雾的灭火速度;高压细水雾在灭火过程中火场的氧气浓度明显升高,二氧化碳和一氧化碳浓度明显降低;细水雾工作压力较低时,一氧化碳浓度反而有所增加。     

娱乐场所自动喷水灭火系统简化设计探讨

对一个930 m2的歌舞厅自动喷水灭火系统的最不利点喷头工作压力分别按10 mH2O(1 mH2O=9.8×103Pa)和5 mH2O计算,得出系统所需的最低水压和流量及各自的喷水强度。根据娱乐场所营业时间和火灾发生规律,提出对娱乐场所自动喷水灭火系统进行简化设计,简化设计立足于解决原有公共娱乐场所改建的先天限制,突出初期火灾的扑救,在尽量保证安全的情况下,取消系统用电设备,取消水流指示器、信号阀、报警阀和与其配套的压力开关、水力警铃以及报警控制器,取消消防水箱、消防水池、消防水泵,直接利用室外市政给水管网的压力供水,供水压力不要求时刻保证中危险级Ⅰ级的要求,只需白天满足轻危险级设计要求,夜间满足中危险级Ⅰ级的要求即可。     

Performance of water mist system with base injection in extinguishing small container fires

The purpose of the present work is the experimental investigation on the extinguishment of diesel container fires by a water-mist system with base injection through multiple nozzles placed symmetrically at various positions around the rim of the container. Experimental parameters selected are the orifice diameter of the nozzle, the number of nozzles, position of nozzles (angle of orientation, radial and vertical distance of the nozzle from the edge of the container), and injection pressure. Nozzles used in the present work are pressure-swirl nozzles with Z-type swirl-insert with solid-cone spray. Desirable properties of the system such as the non-clogging operation of the nozzle and uniform mass flux density in the spray are tested for the nozzles. The optimized solution is provided considering water consumption and the physical stability of the fuel surface in the container. Displacement of oxygen is observed as a predominant extinction mechanism due to the effective application of spray in the base region of the fire. The present work provides the parametric study of the extinction establishing the feasibility of the water mist system with a base injection for extinguishing tank fires. This may serve as guidelines for the preliminary design of the system with the extension for larger tank fires.     

气-固复合粉体在高原地区灭火性能的试验研究

为满足高原地区低压低氧环境对火灾防治的特殊需求,在拉萨进行模拟试验,研究由溴氟丙烯和13X沸石所组成的气-固复合粉体灭火剂对汽油火的灭火性能,并与平原地区的合肥的灭火效果进行对比。试验结果表明,在拉萨低压低氧的环境下,复合粉体灭火剂对汽油火具有很好的灭火性能。在同样的试验条件下,其灭火时间和灭火剂用量比合肥减少20%以上,说明该复合粉体灭火剂在高原地区有很好的适用性。     

Characterization of a medium velocity deluge nozzle for offshore installations

It is important to study the characteristics of the nozzle of the deluge spray to comply with the standards developed by the petroleum industry for offshore installations in Norway. Due to the stochastic nature of the decomposition processes and geometrical features within the nozzle, the deluge spray has a complex flow field. Since the flow field determines the performance of the spray, the present study performs an experimental characterization of a medium velocity deluge nozzle for validation of computational fluid dynamics (CFD) models. The experiment was conducted for a maximum supply water pressure of 8.0 bar (g), which is identical to the operating pressures of offshore installations. Formerly, characterization studies of deluge or sprinkler spray were mostly targeted on residential usage with lower supply water pressures. I utilized a laser-based shadow imaging system to capture high-speed images, which were later processed in MATLAB. A linear patternator was used to validate the results of the shadow imaging technique. The geometrical features of the deluge nozzle played an important role in determining the characteristics of the spray. In addition, the supply water pressure significantly affected the size and velocity distributions of the droplets, applied density (volume flux), and area coverage. However, the Sauter mean diameter did not vary significantly with the azimuthal or radial position of the droplet within the inner region of the spray. The measurements obtained in this study can be used to estimate the extinguishing efficiency of a deluge system for offshore installations with elevated supply water pressures. Deviations between measurements with shadow imaging and patternator technique are discussed and discrepancies are discussed.     

略论高压水射流清洗效率的提高途径

目前,我国工业清洗发展很快,大型高压水射流多功能清洗设备的用量日渐增多,并在清洗行业中的作用越来越大。但是,在使用中,普遍存在着压力和流量不合理、高压水泵能量利用率低、高压管路压力损失过大、喷枪、喷头涡流严重等弊病,为解决上述问题进行了提高高压水射流清洗效率的研究工作。     

涂装作业场所超细干粉灭火设备设计

涂装作业场所使用的油漆和溶剂一般是易燃易挥发的液体,因而此类场所的火灾爆炸危险很大.一旦发生事故,将会造成巨大的财产和人员损失.本文针对此类场所火灾爆炸事故的特点,分析对比了各种消防系统对此类场所火灾爆炸事故的控制能力,提出了超细干粉灭火系统相对于其他消防系统对于控制此类场所火灾爆炸危险的优点,同时也对探测器的选型进行了讨论,并结合实例进行了超细干粉灭火设备在涂装作业场所的应用设计.     

基于Fluent/Matlab的地下水流速对交叉流模式热泵性能的影响分析

为了分析地下水源热泵系统地下水交叉流对系统性能参数的影响,基于Fluent/Matlab搭建了协同仿真平台,对多年运行的地下水源热泵系统进行了仿真计算。通过分析可知,当地下水流速较高时,年平均抽水温度保持含水层的初始温度不变,机组COP(EER)及系统能效比在运行周期内保持不变;地下水流速越大,热泵系统抽水温度越趋于稳定,地下水冷水锋面越远离抽水井向水流下游偏移,抽水井附近含水层温度场越稳定,机组COP及系统能效比值越高,于维持系统的长期稳定运行越有利。     

前混合式磨料射流清洗油管涂料的实验研究

研究结果表明，前混合式磨料射流清洗油管涂料的清洗效率随喷嘴直径的增大而增大，喷距、喷射角和颗粒直径最佳参数值分别为１５０ｍｍ、１２０℃（或６０℃）和０．８ｍｍ。     

间接复叠空气源热泵在铁路高寒地区建筑供暖中最优中间温度研究

针对单级空气源热泵高寒地区运行能效和供水温度低,以及直接复叠空气源热泵除霜困难的问题,对通过低环境温度空气源热泵机组与水源热泵间接复叠的系统供暖型式进行了阐述,对影响室外空气源热泵机组与室内水源热泵机组的因素进行了分析,指出环境温度依然是影响系统能效的首要因素,同时,为实现间接复叠热泵系统的能效最大,对最优中间耦合温度进行了计算。对某地区铁路工区的运行结果进行了分析,结果表明,最优中间耦合温度随环境温度的降低而降低;以最优中间耦合温度控制下的间接复叠热泵系统可以应用于我国高寒地区。     

基于Fluent/Matlab地下水逆流流速对热泵的影响

通过建立Fluent/Matlab协同仿真模型,可以动态模拟地下水源热泵运行特性,为拟建工程提供理论参考。通过模拟计算得知,地下水横流为逆流有助于抑制地下含水层的热贯通,随着逆流流速的不断增大,抽灌井群发生热贯通的时间不断延长。逆流流速越大,抽水温度波动幅度越小,机组的COP(EER)值及系统能效越趋于稳定。当地下水逆流流速处于较大流速时,回灌水对抽水井不产生任何影响,抽水温度维持地下水初始温度不变,机组的COP(EER)值及系统能效比均不发生变化。