不同流量水喷淋作用下典型软垫家具火灾特性全尺寸实验研究

文章以典型软垫家具--单人软垫沙发为研究时象,对全尺寸多功能热释放速率标准燃烧室ISO9705(3.6m×2.4 m×2.4 m)加装水灭火系统,采用ZSTP15型水喷淋喷头对单人沙发燃烧行为进行全尺寸实验研究.测量并分析总结了在0 L/min、35.8 L/min、50.6 L/min、62.0 L/min四种不同流量水喷淋作用下沙发燃烧的热释放速率、顶棚烟气温度和CO、CO2生成速率等火灾特性参数随时间变化的规律,结果表明,由于水的冷却和隔氧作用,水喷淋的施加对室内沙发燃烧性能有显著影响,且随着流量的改变其燃烧过程呈现不同的变化趋势.     

水喷淋液滴的动力学参数研究

本文详细介绍了喷淋液滴的一些动力学参数:(1)液滴动量喷淋的最大动量和体积流量与流量系数有关.水流碰到溅水盘和盘臂后,动量减少,其动量减少量约63%.(2)液滴粒径分布当液滴直径小于平均体积直径DV50时,分布符合log-normal分布,当液滴直径大于DV50时,分布符合Rosin-Rammler分布.(3)水流量分布对不同的喷头,其水量分布是不同的.有的喷头水流量沿径向逐渐降低,有的喷头中心地带流量最高.(4)液滴路径分析液滴越大,自由沉降速度越大,水平通过的距离越大.最后对喷头的进一步发展进行展望.     

水喷淋对热烟气冷却效应的模拟计算

分析了水喷淋液滴与热烟气传热传质的过程.采用场模拟方法对一系列假定的算例进行计算,探讨了水喷淋作用对热烟气的冷却效果.结果表明,水喷淋作用后烟气层的温度大大降低,烟气温度的变化受喷淋模式和喷头工作压力的影响.最后对水喷淋系统的设计给出了一些建议.     

自动喷水灭火系统改进型集热板集热效应有效性分析

《自动喷水灭火系统设计规范》(GB50084-2001,2005年版)规定,喷头溅水盘与天花板或楼板的距离不可超过30cm,当喷头上方如有孔洞、缝隙,应在喷头上方设置集热板,其平面面积不宜小于0.12m2,周围弯边的下沿,宜与喷头的溅水盘平齐,用以积蓄热气流。本研究利用FDS模拟与实验的方式,分析集热板位于火源上方时集热效应。在有效控制每一次火源燃烧均相同的情况下,集热板的设置明显会造成热对流传导系数(h)与气流流速(v)的差异。如在建筑中设置不适当的集热板,会阻碍高温气流的流动,导致延迟喷头喷水的动作时间。在建筑中装设改良后的即热加强型集热板,可以快速加热感热元件。研究结果显示,玻璃酒精型的热敏元件可以提早1/4至1/3的破裂时间。     

格栅类通透性吊顶对水喷淋控火性能影响的实验研究

通过实验研究了格栅类通透性吊顶对水喷淋控火性能的影响,并利用燃料燃尽时间来计算控火有效性因子来量化这种影响.研究结果表明:格栅会降低水喷淋控火性能,与格栅类吊顶形式、喷头安装高度和工作压力流量有关.在确定的吊顶形式和尺寸下,存在着对控火性能影响最大的喷头安装高度.在实际工程应用中应根据具体格栅特性,合理设计喷头安装高度,以降低格栅的不利影响,保证水喷淋的控火有效性.     

喷淋对大空间喷头上方羽流特性的影响

基于经典羽流模型,通过全尺寸试验测量大空间喷头上方羽流中心线不同高度处的温度和速度,分析羽流中心线温度和速度的变化规律,并与经典羽流模型做比较,得出喷淋对大空间喷头上方羽流特性的影响。结果表明:喷淋启动前,羽流温度和速度随高度增加的变化趋势与经典羽流模型基本一致;喷淋启动后,各高度处温度显著降低,速度显著减小,温度随时间的变化趋势与喷淋压力有关,且温度和速度随高度增加的变化趋势发生明显改变。     

直立型ESFR喷头货架实体火试验研究

为研究直立型ESFR喷头对高架仓库的保护性能以及配水支管对灭火性能的影响,将K202直立型ESFR喷头安装在DN50的配水支管上,在10.5 m净空高度下分别开展5层和6层货架的实体火试验,测量喷头开启时间、开启数量、吊顶下温度、点火位置正上方钢梁温度及货品烧损量等试验参数。结果表明:不超过3只的ESFR喷头会在火灾初期迅速启动,喷头启动后,火势得到快速抑制,整个试验过程中火均未蔓延至邻排货架。K202直立型ESFR喷头能有效保护储物为箱装不发泡塑料的高架仓库,外径不超过60 mm的配水支管或类似的障碍物对直立型ESFR喷头灭火性能无明显影响。     

细水雾条件下小室火灾热烟气降温数值模拟

应用CFD软件FDS对小室火灾过程中细水雾与火灾烟气相互作用进行模拟,研究了火源距离喷头轴向分别为1.0 m、2.0 m和3.0 m,细水雾粒径分别为50 μm、100 μm和200 μm,通风风速分别为1.0 m·s-1、2.0 m·s-1、3.0 m·s-1和4.0 m·s-1条件下热烟气的降温效果.结果表明,火源位于喷头正下方时,烟气温度由1 000 ℃降至50 ℃需要15 s,降温速率大于火源偏离喷头正下方情况.细水雾粒径为50 μm与200 μm相比较,50 μm时烟气降温效果较好,由140 ℃降至50 ℃需要20 s,而粒径为200 μm时需要40 s.不同风速对烟气降温效果与火源位置有一定相关性,火源位于喷头正下方时,风速由1.0 m·s-1增加到4.0 m·s-1烟气温度峰值逐渐减小,降温速率逐渐增大;火源偏离喷头正下方时,烟气温度峰值变化相反,降温速率没有明显变化.     

高压细水雾与水喷淋的灭火机理数值模拟

为了对比分析高压细水雾与水喷淋的灭火机理及效果,采用FDS软件模拟了在无细水雾、水喷淋和高压细水雾三种条件下的灭火情况。通过建立了FDS模型,设置相同的固定火源功率1MW和固定流量10L/min,对三种灭火条件在冷却作用、除烟作用和窒息作用三方面进行了对比分析。结果表明,普通水喷淋灭火主要表现在对火源的冷却作用,而高压细水雾在这三方面的作用都较为明显,因此高压细水雾的灭火效果要优于水喷淋。     

自动喷水冷却系统保护下钢化玻璃作为防火分隔物可行性试验研究

针对目前大型综合性商业建筑拟采用钢化玻璃作为防火分隔物的使用需求,通过建立实体试验模型研究在自动喷水冷却系统保护下钢化玻璃作为防火分隔物有效性,并进而提出可行的自动喷水冷却系统保护方案。研究结果表明：快速响应型洒水喷头在高温烟气作用下可及时启动并对玻璃进行冷却保护,使钢化玻璃完整性未受到破坏,且玻璃背火面温度和热辐射强...     

格栅类通透性吊顶对自动喷水灭火系统水量分布影响的实验研究

本文通过实验研究了自动喷水灭火系统在安装格栅类通透性吊顶后的水量分布特性。研究结果表明：格栅会严重改变自动洒水喷头的水量分布,其影响与喷头的安装高度和工作压力有关。当压力增加时,无格栅区域的水量增加明显大于有格栅的区域的水量增加。增大水压时,格栅对水量的分布的影响会减弱,当压力足够大时,能够接近无格栅时的灭火效率,可以保证自动喷水灭火系统在安装格栅吊顶后的灭火有效性。本文研究成果对实际工程应用具有指导意义。     

戊唑醇粉尘最小点火能试验研究

采用1.2 L哈特曼管爆炸装置分别对粒径小于54μm、74μm、150μm及大于150μm的戊唑醇粉尘进行测试。针对戊唑醇粉尘浓度及粒径范围对其最小点火能的影响,分别进行单因素试验,并对其危险性进行分级。结果表明,保持粒径小于150μm,环境温度为20℃,喷粉压力为0.7 MPa,在质量浓度100~1 300 g/m~3之间,戊唑醇粉尘的最佳敏感质量浓度ρ_m为983.71 g/m~3,此时的最小点火能为404.74 mJ。保持戊唑醇粉尘质量浓度为900 g/m~3,环境温度为20℃,喷粉压力为0.7 MPa不变,粒径小于54μm、74μm、150μm及大于150μm的戊唑醇粉尘的最小点火能分别为10 mJ、100 mJ、400 mJ和1 000 mJ以上。因此,判定戊唑醇粉尘最小点火能属于M2级,为特别着火敏感性。     

基于全尺寸火灾试验的家用喷头灭火性能研究

为研究家用喷头的灭火性能和喷头动作后对室内环境的影响,分析了住宅设置自动喷水灭火系统的必要性,并以沙发作为点火源,在相同的喷水强度下开展了不同类型家用喷头和标准喷头的灭火性能对比试验。试验结果表明,采用家用喷头和标准喷头均能有效控火,但下垂型喷头的动作时间要早于边墙型喷头。在室内环境条件变化方面,采用家用喷头时较标准喷头在CO浓度方面减少较为明显,约减少59%;在O2浓度变化方面较采用标准喷头提高了0.6%,采用家用喷头较标准喷头能为人员疏散提供更好的环境。     

低压细水雾控制高架仓库实体火灾的实验研究

高架仓库的建筑和储存特点导致其火灾危险性远大于普通仓库,因此高架仓库的消防系统设计研究日益受到重视。目前,高架仓库主要采用的是ESFR自动灭火系统,细水雾灭火系统的应用还较少。通过低压细水雾灭高架仓库实体火灾的实验,记录喷头工作压力、实验点火时间、开始喷水时间、灭火时间及燃烧物的损失量,分析温度、热辐射强度以及喷头流量数据。结果表明:在限定的仓库高度以及货架高度条件下,低压细水雾灭火系统能够有效保护高架仓库,且较其它水喷淋灭火系统用水量少,造成货物的水渍损失小。     

火灾环境中油罐罐壁冷却优化部署研究

对油罐火灾中着火罐罐壁和邻近罐罐壁的温度分布进行了科学分析,并进行了罐壁冷却实验研究,研究不同油罐罐壁材质对冷却效果的的影响,以及有热源作用和无热源作用罐壁在不同流量冷却水作用下的温度变化规律。结果表明,不同罐壁材质对冷却效果的影响不大,在实际火灾中可忽略罐壁材质的影响;流量越大,冷却速度越快,但达到火灾冷却要求时,不同大小流量冷却水的冷却效果差异并是很大,合适的供水强度是油罐高效冷却的前提。对油罐火灾冷却力量的部署提出了优化原则,为防灭火工作提供了一定的科学依据。     

施用10年猪粪肥的黄壤剖面重金属分布及风险评价

为了解施用10年猪粪肥后土壤剖面重金属分布情况及生态风险,以贵州喀斯特地区施用10年猪粪肥的黄壤剖面为研究对象,分析茶园和耕地土壤的重金属剖面分布,采用内梅罗(Nemerow)综合污染指数法和Hakanson潜在生态危害指数法对土壤环境质量及潜在风险进行了评价。结果表明,施用10年猪粪肥的耕地和茶园表层土壤中Cd、Cr、Pb、As、Cu和Zn质量比均高于未施用猪粪肥的表层土壤。重金属Cd、Cu、Zn表层聚集现象明显,质量比随剖面深度增加而降低;重金属Cr、Pb、As表层聚集现象不明显,质量比随剖面加深变化不大。内梅罗综合污染指数法评价结果表明,施用10年猪粪肥的茶园和耕地土壤表层(0~20 cm)综合污染指数分别为0.72、0.71,污染等级达到警戒线(0.7P综≤1.0)。Hakanson潜在生态危害指数法评价结果表明,施用10年猪粪肥的茶园和耕地土壤剖面的生态风险危害程度为轻微污染(RI150)。施用10年猪粪肥的土壤表层(0~20cm)出现重金属Cd、Cu、Zn的聚集,重金属污染等级达到警戒线,土壤存在安全隐患。