超细微粒灭火剂冷施放运动特性试验研究

通过激光测量微粒灭火剂释放后在受限空间内各点质量浓度随时间的变化.结果表明,超细微粒灭火剂在受限空间内的运动包括喷射运动和沉降扩散两个过程.前者灭火剂在驱动气流作用下在受限空间顶部、底部及墙壁处积聚,质量浓度较高.后者灭火剂微粒受重力作用发生沉降,同时在湍流气流作用下进行无规则扩散运动,在受限空间顶部质量浓度最低;在受限空间垂直方向的一半高度处,质量浓度较高且波动剧烈;在受限空间底部,当喷射结束后有一个短暂的质量浓度低谷,随着灭火剂微粒发生沉降,质量浓度逐渐升高.喷射压力及喷射质量对灭火剂的运动及质量浓度分布有一定程度的影响,压力过高或过低都会影响超细微粒灭火剂的全淹没灭火效果;喷射质量主要影响湍流驱动在初始阶段的支配地位,进而影响质量浓度大小及分布.喷射压力为1.0 MPa,喷射质量为1 000 g时全淹没灭火效果最好.     

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。     

超细磷酸铵盐微粒灭火剂与B类火作用的有效性研究

为研究超细微粒灭火剂的灭火能力,对NH4H2PO4质量分数为90%的ABC干粉进行超细化和表面改性,制得具有良好流散性的平均粒度在2～10 μm的微粒灭火剂,然后将不同量的微粒灭火剂和一定压力的氮气一起充装于1 L的贮压式灭火器中,然后在1 m3灭火室内进行全淹没条件下的B类油火灭火试验.结果表明,粒度在4.11 μm以下的微粒灭火剂能在空中滞留15 min以上,并且其灭火质量浓度随着灭火剂的体积平均直径的减小而减少;微粒灭火剂的体积平均粒径为2.48 μm时,其灭火质量浓度仅为59～64 g/m3,平均灭火时间小于6 s.超细微粒灭火剂具有良好的空间流动扩散能力,可用于全淹没火灾保护,作用于B类油火时,灭火质量浓度低且灭火时间短,灭火效率很高.     

油类火灾灭火剂及其研究进展

为实现科学高效地扑灭油类火灾,本文基于油类火灾危险性高、发展迅速、扑救困难等特点,综述各类灭火剂如干粉、细水雾、泡沫和干水灭火剂的基本性能和灭火机理;阐述国内外各类灭火剂应用于油类火灾的研究现状.对各类灭火剂灭油类火灾的优势和不足进行分析:干粉灭火剂灭火效能较好,但是冷却效果差,易复燃;细水雾灭火性能优异,但是射程有限,造价也高;泡沫灭火剂是油类火灾的主要灭火剂,灭火效能高,但是也存在着环境污染、泡沫易被破坏等问题;干水灭火剂是一种新型灭火剂,目前应用效果仍不成熟,需要进一步研究.研发灭火效能高、环境友好、成本低廉、使用方便的油类火灾灭火剂是今后的重要研究工作.     

热气溶胶灭火剂抑制开放空间内油池火的试验研究

为研究热气溶胶灭火剂在开放空间内抑制油池火的作用规律,找到最佳施放条件,以硝酸钾+双氰胺+酚醛树脂体系的热气溶胶灭火剂为试样,采用灭火棒喷射的施放方式,控制施放角度、施放距离、火焰作用位置及风速等条件,进行油池火的局部灭火试验,并用摄像机记录热气溶胶灭火剂与火焰作用的过程。结果表明:热气溶胶灭火剂与火焰作用的瞬间会加剧火焰的燃烧,且只有当灭火剂作用于火焰根部时才能有效地抑制油池火;灭火时间随施放角度增大先缓慢变小后明显变大,随施放距离增大先变小后变大;在顺风、侧风和逆风条件下,风缩短了灭火剂的有效施放距离,且风速越大,有效施放距离越短。由试验结果得出,热气溶胶灭火剂抑制油池火的最佳施放条件为施放角度等于45°,施放距离等于50 cm,且灭火剂对准火焰根部喷射。     

三相泡沫灭火剂油面热稳定性试验

针对复配的三相泡沫灭火剂的黏度和粉体颗粒之间黏着力比较低的问题,构建了较为系统的三相泡沫油面热稳定性试验台架和三相泡沫发生器,着重研究含膨润土作为稳泡剂的三相泡沫灭火剂的热稳定性。膨润土自身对三相泡沫热稳定性的提升效果有限,且形成的粉体壳层并不致密均匀,容易被破坏,但膨润土具有较强的黏结补强作用,添加有膨润土的三相泡沫常温稳定性大大增强,可将其作为稳泡剂进行添加。同时,试验选取7种常见的稳泡剂,讨论了不同稳泡剂对空心玻璃微珠、石墨粉复配三相泡沫体系的发泡性能和油面热稳定性的影响。稳泡剂的加入并非均对泡沫稳定性产生积极影响,加入不合理的稳泡剂反而会影响泡沫的发泡性能和稳定性。     

典型锂离子电池火灾灭火试验研究

为研究不同灭火剂扑救锂离子电池火灾的有效性,以18650型钴酸锂锂离子电池为研究对象,开展了干粉、二氧化碳、水成膜泡沫灭火剂等不同灭火剂及细水雾扑救锂离子电池火灾的实体灭火试验.结果表明:二氧化碳、ABC干粉、3％的水成膜泡沫灭火剂均能有效扑灭18650型钴酸锂锂离子电池火灾的明火,但灭火后均出现复燃现象,出现复燃的时间与灭火剂的冷却能力成正比;而细水雾在灭火系统喷雾强度为2.0 L/(min·m2)、喷头安装高度为2.4m的条件下,无法有效抑制或扑灭18650型钴酸锂锂离子电池火灾.     

灭火剂抑制锂电池火灾研究现状分析

为筛选出适用于锂电池火灾方面的灭火剂,总结近年来应用在锂电池火灾方面的灭火剂的研究现状,分析各灭火剂的优缺点,并针对锂电池储能系统火灾扑救的难点及锂电池火灾特性,提出抑制锂电池储能电站火灾的方案。分析结果表明：固体灭火剂对抑制锂电池热失控几乎没有效果;气体灭火剂的灭火效率较差,降温效果有限,且灭火后锂电池容易发生复燃;水基灭火剂的降温、灭火效果明显,成本低廉且环境友好,细水雾灭火系统降低了水的用量,在其中添加添加剂还能降低水的表面张力,增强灭火效果,但也有研究表明喷头压力在6MPa以上时才能有效灭火。     

泡沫灭火剂对车用汽油油盘火的灭火性能研究

汽油易挥发且闪点低,火灾危险性极大,且理化性能与标准燃料存在较大差异,有必要评估当前市售泡沫灭火剂对汽油的灭火性能。通过4.52 m 2油盘火试验,对水成膜泡沫灭火剂、抗溶水成膜泡沫灭火剂、氟蛋白泡沫灭火剂及抗溶氟蛋白泡沫灭火剂的灭火性能进行评估研究,并与标准燃料油盘火进行对比,结果表明抗溶水成膜泡沫灭火剂对车用汽油火的灭火效能最佳,石化企业和消防救援队伍在处置汽油火灾时应优先考虑使用抗溶水成膜泡沫灭火剂。此外,车用汽油比标准燃料的灭火难度更大,石化企业可适当提高固定泡沫灭火系统的设防标准。     

粘性水灭火剂性能试验及灭火机理研究

水是常用灭火剂 ,但流失严重 ,灭火效率不高。在水中加入添加剂 ,提高水在固体表面的粘附性 ,减少流失 ,可显著提高灭火速度。笔者提出了应具有屈服假塑性流体特性的粘性水灭火剂 ,能在物体表面形成稳定的覆盖层 ,并具有较低的输送阻力。在水中加入 0 .4 %的KD - 1型添加剂 ,制成的粘性水灭火剂就具有上述的流体力学特性 ,该粘性水可在固体表面形成 1～ 5mm的稳定覆盖层。在木材火灾灭火试验中 ,粘性水的灭火时间是水灭火的 1/ 4。笔者还研讨了粘性水灭火剂的灭火机理 ,并指出该灭火剂适用的范围和开发前景。     

超细粉体灭火装置在电火花成形机床的应用

为了评估超细粉体灭火装置用于电火花成形机床的技术可行性,通过全尺度灭火实验研究与计算分析,研究超细粉体灭火装置对电火花成形机床火灾的灭火有效性,进一步提出适宜的灭火应用方式和灭火剂设计用量计算方法。结果表明,超细粉体灭火装置可迅速、有效扑灭电火花成形机火灾,超细粉体灭火剂的最低灭火用量为90g,装置响应时间为7～24s,灭火时间为1～4s;基于顶部敞口设计模式的电火花成形机床不符合全淹没灭火应用条件,应采用局部灭火应用方式;根据局部应用灭火系统体积法设计方法,提出了超细粉体灭火装置用于电火花成形机床时的灭火剂设计用量计算方法。该研究有助于超细粉体灭火装置的工程设计,对电火花成形机床的火灾防护具有重要意义。     

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。     

改性超细粉体灭火性能模拟实验研究

针对新一代超细高效粉体灭火剂的要求,构建了一套小型固定式粉体灭火装置,对3种粉体的灭火性能进行对比研究,通过扫描电子显微镜(SEM)观察粉体颗粒的粒径分布和表面形态,研究了粒径等因素影响粉体灭火性能的规律,指出了改性前后粉体灭火时间不同的原因.实验结果表明,与普通干粉相比,经改性细化的粉体的灭火时间缩短了1/2,灭火性能显著提高.     

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%。     

Efficiency characterization of fire extinguishing compound superfine powder containing Mg(OH)2

To improve the fire extinguishing efficiency of existing dry powders, a new type of superfine dry powder was prepared using magnesium hydroxide as an additive. In our study, a thermogravimetric analysis (TGA) and differential scanning calorimetry (DSC) were used to analyze the thermal decomposition of the synthesized powders. The temperature of thermal decomposition, weight loss, and other thermodynamic parameters of the fire extinguishing powders were analyzed to explain the performance advantages of the compound superfine powder. Through a small-scale fire experiment, the physical parameters of the extinguishing process—such as extinguish time, powder dosage, smoke concentration, and minimum extinguishing concentration—were quantified for the suppression of a diesel fire using the different powders; these parameters were used to evaluate the fire extinguishing capacity and toxic gas suppression ability of the powders. TGA demonstrated that the compound superfine powder decomposed more quickly and its thermal decomposition process was much shorter than those of the other powders. The DSC data indicated that the compound superfine powder could decrease the characteristic temperature at each stage and thus the powder absorbed the flame's heat more quickly and suppressed flame propagation. The fire extinguishing test demonstrated that the consumption of the three types of fire extinguishing powder decreased with an increase in the driving pressure, and the order of powder dosage was as follows: commercial dry powder > superfine powder > compound superfine powder. Similarly, the order of minimum extinguishing concentration was as follows: commercial dry powder > superfine powder > compound superfine powder. Furthermore, the compound superfine powder exhibited a greater capacity for controlling toxic and harmful gas emissions.     

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。     

内拱顶储罐内初始火灾自动灭火系统性能试验研究

为及时有效地抑制石油储罐内发生火灾后的初始火焰,防止火势蔓延后造成更为严重的连锁爆炸事故,研发1种由火灾快速探测系统和快速喷粉系统组成的快速灭火系统,并通过进行性能试验对此系统在石油储罐内的灭火效果进行验证。结果表明:火焰探测系统在探测器距火焰5 m范围内检验并输出报警信号的时间小于50 ms;快速喷粉装置在装粉量为5 kg时,可在310 ms内完成阀门开启至喷粉结束的整个过程。灭火系统可快速检测到火焰并使灭火剂快速有效地达到灭火点,避免火灾发生,具有一定工程应用价值。     

超细聚苯乙烯微球粉体的燃爆特性研究

为研究超细聚苯乙烯微球粉体的燃爆特性,通过粉尘层最低着火温度测试装置、MIE-D1.2最小点火能测试装置、20 L球形爆炸测试装置,对其最低着火温度、最大爆炸压力、最小点火能量(MIE)等爆炸特性参数进行测定,探讨了加热温度、点火延滞时间、粉尘质量浓度、粉尘粒径对粉体燃爆特性的影响。结果表明:超细聚苯乙烯微球粉尘层在350℃左右时会发生无焰燃烧,且加热温度越高,粉体粒径越小,粉尘层发生着火时所需的时间越短;当粉体质量浓度为250 g/m3时,最大爆炸压力达到0.65 MPa,质量浓度为500 g/m3时,最大爆炸压力的上升速率达90 MPa/s以上;随点火延滞时间增加,最小点火能表现出先缓慢减小再急剧增大的规律;随粉尘质量浓度增加,最小点火能逐渐降低,当粉尘质量浓度超过500g/m3后逐渐趋于稳定。     

充装条件对超细干粉灭火剂水平直管内喷放流量的影响

为研究不同充装条件下超细干粉灭火剂在水平直管内的气固两相流动特性,搭建超细干粉灭火剂水平直管喷放试验台,改变充装比和起始充装压力,测量管内的沿程压力分布,比较喷放流量和气固比的变化,重点分析了超细干粉灭火剂在水平管内的释放过程、沿程压降和充装比临界值。结果表明,超细干粉灭火剂的释放过程有喷放前期、平稳喷放和喷放后期3个阶段,其中平稳喷放阶段是灭火剂有效作用时间。沿程压降几乎不受灭火剂充装比的影响,但随起始充装压力增大而增大。此外,喷放流量曲线上的临界转捩曲线与气固比计算值曲线上转捩曲线相吻合,起始充装压力为2.5 MPa、4.2 MPa和10 MPa时,喷放流量曲线对应的充装比临界值分别为0.412 kg/L、0.439 kg/L和0.458 kg/L。充装比小于临界充装比时,喷放流量随充装比增大而减小;充装比大于临界充装比时,喷放流量变化不大。而且临界充装比随充装压力单调递增。