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。     

热气溶胶灭火剂扑灭固体木垛火的实验研究

文章系统分析了热气溶胶灭火剂抑制A类火能力的影响因素,并用SQ灭火剂在全淹没条件下进行实验,研究了灭火剂用量、灭火室大小、木垛的预燃程度和木垛结构大小对灭火效果的影响规律,结果表明SQ热气溶胶灭火剂抑制A类火比B类火困难得多,此外灭火效果与木垛预燃程度、木垛的结构尺寸有关,与灭火实验所用的灭火室大小关系不大。并指出在评价热气溶胶灭火剂扑灭A类木垛火能力时,应详细给出灭火实验所采用的条件,特别是火灾模型的情况。     

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。     

硝酸钾对水基热气溶胶灭火剂性能影响规律的研究

水基热气溶胶灭火剂是以替代卤烃灭火介质为目的而研制的新一代灭火剂;主要通过燃烧产物中惰性气体对火焰的窒息、水蒸汽对火焰的冷却以及微细金属盐颗粒对燃烧链反应的终止来实现高效灭火的目的。本文主要论述了硝酸钾对水基热气溶胶灭火剂的燃烧速度、燃烧火焰、残渣生成量等方面的影响规律。并分析了硝酸钾引入该灭火剂中后引起的燃烧速度变化及其特殊燃烧现象的原因。     

无火源施放后超细微粒灭火剂运动特性研究

超细微粒灭火剂施放后的运动过程直接影响其灭火效果。通过数值模拟及试验研究灭火剂微粒施放后的流动、扩散和沉降等运动特性。模拟结果表明,灭火剂微粒施放后,向下运动到灭火室底部并撞击后向侧壁运动,随后向顶部运动,易在壁面及壁面底角处聚集。试验表明,微粒的运动分喷射运动和沉降扩散2个过程。前者微粒在驱动气流作用下在灭火室顶部、底部及墙壁处积聚,浓度较高。后者微粒主要受重力作用发生沉降,并在湍流气流作用下进行无规则扩散运动,导致灭火室顶部浓度最低;在灭火室垂直方向的一半高度处,浓度较高但波动剧烈;在灭火室底部,当喷射结束后有一个短暂的浓度低谷,随着微粒发生沉降,浓度逐渐升高。喷射压力对灭火剂的运动及浓度分布影响很大,压力过高或过低都会影响灭火剂微粒的全淹没灭火效果。根据试验结果,喷射压力为1.0 MPa时灭火效果较好。     

开放空间蒸汽熄灭油池火灭火机理研究

对蒸汽熄灭油池火进行了模拟试验研究,通过设置对比试验,研究了全淹没保护方式和局部保护方式下的不同灭火效果,分析了开放空间中蒸汽熄灭油池火的主导灭火机理.结果表明,局部保护条件下,蒸汽能快速熄灭油池火;全淹没保护条件下,利用同样的蒸汽供给强度及更小的火源,蒸汽灭火效率则相对较低.基于对比试验、灭火过程及火焰结构的分析表明,蒸汽的动力学作用为开放空间内蒸汽熄灭油池火的主导灭火机理.最后从理论基础上对蒸汽的动力学作用进行了验证和初步分析.     

复合干粉中氢氧化铝的最佳质量分数研究

为开发高效干粉灭火剂,以超细ABC干粉为基料、氢氧化铝为添加剂,制备一种新型复合干粉灭火剂。通过灭火试验,测定含有不同质量分数氢氧化铝的复合超细干粉的灭火效能和对火焰烟气中有毒气体的抑制效能。结果显示,随着复合超细干粉中氢氧化铝质量分数从0%增加到10%,火焰温度下降速率和火焰高度下降率均呈现先上升后下降的趋势,而灭火剂最小灭火浓度(MEC)和灭火时间则先减小后增大;当氢氧化铝质量分数为4%时,灭火效能和抑烟性能最佳。热重(TG)分析结果表明:氢氧化铝可以加快复合超细干粉的热分解速率峰值,从而提升灭火效能。     

溴氟丙烯/13X沸石复合粉体抑制汽油火的试验研究

为提高粉体灭火介质的灭火性能,基于粉体灭火剂在火灾防治领域的重要性,通过减压吸附的方法,将洁净高效的气体灭火剂溴氟丙烯负载在13X沸石的孔洞之中,形成气-固复合粉体灭火剂。采用X-射线衍射仪、扫描电镜等对复合粉体的结构和组分进行表征。通过模拟试验研究溴氟丙烯含量不同的复合粉体对汽油油池火的灭火效果,并和普通的干粉灭火剂进行对比。结果证明,溴氟丙烯和13X沸石所形成的气-固复合粉体灭火剂针对汽油油池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远少于普通的干粉灭火剂,且随着复合粉体中溴氟丙烯的含量增加,复合粉体的灭火性能逐渐提高。     

高原乙醇油池火燃烧特性实验研究

为研究低压条件下油品燃烧特性,以乙醇油池火为研究对象,搭建高原油池火实验平台,研究不同油盘直径下乙醇油池火燃烧规律,分析燃烧速率、火焰高度和火焰脉动等参数随时间的变化规律。研究结果表明：低压条件下的乙醇油池火,燃烧速率小于同等尺度常压条件下的油池火燃烧速率;乙醇油池火的燃烧速率随油盘直径增加变化不明显;火焰高度随油池直径增加呈现显著上升趋势,并拟合推导出适用于低压乙醇池火的火焰高度公式;火焰脉动频率随油池直径增大而减小,并给出火焰脉动与油池直径的经验公式。研究结果可丰富低压乙醇燃烧的油池火实验数据,为低压乙醇油池火的风险评估提供参考。     

低压含KCl细水雾抑制船舶油池火特性试验研究

为探究低压含氯化钾(KCl)细水雾抑制庚烷油池火的有效性,基于1. 5 m×1. 5 m×1. 0 m封闭舱室平台,开展不同KCl质量分数(5%、10%、15%、20%)的低压细水雾(0. 2～0. 6 MPa)抑制庚烷油池火焰特性试验,分析不同KCl质量分数、不同喷射压力下庚烷质量损失速率及火焰高度的变化。结果表明:低压纯水细水雾可强化油池火焰燃烧,含KCl添加剂低压细水雾能有效抑制油料火的发展,其中0. 6 MPa压力下20%质量分数KCl溶液灭火效果最好。KCl溶液质量分数的增加,可降低庚烷平均质量损失速率,使火焰高度整体下降;喷嘴压力的升高,同样可降低燃油平均质量损失速率,缩短火焰波动时间,使燃烧提前进入衰减阶段。     

磷酸铁锂电池储能系统典型消防案例

为解决磷酸铁锂电池热失控导致的储能系统火灾安全问题,分析几种常见灭火剂的灭火机制和性能特点,探索实践更为有效的灭火方法。首先,总结磷酸铁锂电池的热失控过程及燃烧特点;然后,分析七氟丙烷、气液复合灭火剂、全氟己酮、气溶胶和细水雾等灭火剂的灭火机制,以及对磷酸铁锂电池火灾事故的灭火和抑制复燃效果;最后,基于实际工作中的预制舱式磷酸铁锂电池储能系统典型消防系统案例,介绍其系统组成和控制逻辑。结果表明：磷酸铁锂电池火灾为A、B、C类综合性火灾;七氟丙烷、气液复合灭火剂、全氟己酮、气溶胶和细水雾等灭火剂在灭火效果、降温效果、抑制复燃以及技术成熟性方面各有优缺点,但任何一种灭火剂均无法同时起到扑灭明火和抑制电池复燃的作用;采用全氟己酮和水消防相结合的灭火方法更有效。     

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。     

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。     

基于水成膜泡沫叠加灭火法的油烃池火处置效能试验

为检验水成膜泡沫(AFFF)叠加灭火法的可行性，通过油烃池火扑救试验，分别对比不同风向和泡沫流量下AFFF叠加灭火法的灭火效能，油池燃烧过程由热成像设备实时记录。结果表明：相较于非AFFF叠加的灭火方法，AFFF叠加灭火法处置油池火的整体效能较高，符合油池火扑救要求。AFFF叠加灭火法具备如下优势：对泡沫灭火剂通用性强，灭火所需的低倍数、中倍数AFFF均可使用低倍数AFFF原液调制；具有良好的灭火性能，能够克服AFFF热稳定性不足的缺陷、提升AFFF的覆盖效果；能够提升泡沫延展性，使泡沫叠层达到油池远端的铺展覆盖。该灭火战术对处置燃烧面积较大的平面流淌火灾具有积极意义。     

细水雾对油池火热释放速率影响规律的实验研究

热释放速率是描述火灾现象的重要参数,可以表征火灾发展的强烈程度。利用大尺寸的热释放速率实验测量平台开展细水雾对不同种类油池火灭火效率的实验研究,同时分析细水雾对燃烧产物一氧化碳含量的影响。结果表明,热释放速率曲线能直接反映出细水雾对火源的作用,细水雾作用下三种燃料的热释放速率均被有效抑制,且细水雾的流量越大,对油池火的灭火效果越好。燃烧产物一氧化碳在施加细水雾时出现陡增,表明细水雾隔绝氧气,造成不完全燃烧或者燃烧熄灭。     

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。     

自然通风房间内细水雾与油池火作用的数值模拟

采用大涡模拟、混合物分数燃烧模型和欧拉-拉格朗日粒子运动描述法,对自然通风房间内细水雾与油池火焰作用过程进行数值模拟;探讨细水雾在火羽流的不同区域内的灭火机理;分析雾滴直径在自然通风条件下对细水雾灭火效果的影响。模拟结果表明:细水雾冷却热烟气层分为温度迅速降低和缓慢下降两个阶段;在间歇火焰区和浮力羽流区以及热烟气层主要发挥细水雾的蒸发冷却作用,在恒定火焰区则是蒸发冷却和隔氧窒息共同作用;着火区域封闭性较差时,直径较小的水雾系统的灭火效果较低。     

池火灾环境下石化管廊管道热响应规律数值模拟

以上海化工园区某段管廊为研究对象，采用FDS软件构建在池火灾环境下石化管廊管道模型，研究石化管道在池火灾下的受火过程及管道热响应规律。结果表明，火灾功率对池火灾影响最大；随着火灾功率的增大，池火上方管道达到最高温度时间缩短，温升速率增大，管道位置对于温度上升的影响逐渐减小，不同位置管道的温差呈现先增加后减小的趋势；当风速大于1 m/s时，风速每增加0.5 m/s，管道峰值温度降低20%；增大油池尺寸可有效增强火焰对油池位置偏移的抗性；并根据石化管廊管道池火灾下热响应规律，建立管廊管道温升公式。     

细水雾灭火系统对油池火抑制效果研究

为了进一步深入优化细水雾的灭火性能,本文依托油池火实验为研究对象,进行了普通细水雾与含表面活性剂细水雾火焰抑制实验。通过测量不同细水雾作用下,火焰底部温度及火焰轴向温度的变化规律,分析了表面活性剂对细水雾火焰抑制机理的影响。实验结果表明,表面活性剂能降低液体表面张力,有利于雾滴在保护半径内有效扩散,实现火焰区覆盖,增强细水雾气相火焰冷却和燃料表面冷却作用,该研究为细水雾防灭火系统设计与优化提供可靠的实验依据和数据支撑。     

固体微粒气溶胶灭火剂的改性研究

固体微粒气溶胶灭火剂作为一种新型灭火剂具有优越的抑制火灾的性能,但其应用和推广的关键在于降低灭火气溶胶形成时的温度.本文利用TG方法分析了灭火剂的热分解过程,并通过测定固体微粒气溶胶灭火剂的释放速度、释放区温度分布及灭火性能,研究了固体微粒气溶胶灭火剂的降温消焰技术.同时对气溶胶的成分和固体粒子粒度分布进行了分析.