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.     

冷激波灭火弹的灭火机理及应用研究

为了提高消防人员的安全,突破现有消防条件的限制,实施远程控火、灭火,本文提出一种新的灭火装置:冷激波灭火弹--爆炸冲击波与灭火介质相互作用破坏火场稳定燃烧条件,从而实现控火、灭火的目的.本文从理论方面介绍了冷激波灭火弹的灭火机理,并辅以相应的实验验证了冷激波灭火弹灭火的可行性、实用性.     

大空间仓库堆垛特性对水炮雾状射流灭火性能影响的实验研究

大空间堆垛储物仓库的消防安全日益引起重视,自动消防炮灭火系统已广泛应用其中。堆垛物遮挡和柱状射流特性对水炮灭火有影响,雾状射流由于覆盖区域增大可提高灭火效率,堆垛特性可能会影响雾状射流灭火效果,目前缺乏相关研究。通过预喷水、布水和灭火实验研究大空间仓库堆垛特性对水炮雾状射流喷水强度分布和灭火性能的影响。结果表明:该文所研究自动消防炮(安装高度8m,雾化角度90°)在5m至15m射程间,能够有效扑灭或控制大空间仓库火灾;喷水强度和有效保护面积随射程的增大而减小,仓库危险级Ⅰ级和Ⅱ级储物高度为3.0m-3.5m时有效保护面积在5m射程处分别为27.5m2和25.5m2;堆垛高度一定时存在最小堆垛间距,小于此值时火灾将不能被扑灭或控制。     

含添加剂细水雾抑制瓦斯爆炸有效性试验研究

为进一步提高细水雾的抑爆灭火效能,在建立细水雾抑爆系统试验平台的基础上,选用MgCl2、FeCl2和NaHCO3这3种添加剂,研究细水雾对瓦斯爆炸火焰的抑制效果.结果表明:使用含添加剂细水雾后,体积分数为9.5％的瓦斯的爆炸传播速度从13.8 m/s至少降到2.75 m/s;水雾区火焰长度最多缩短了242 mm;含0.8％FeCl2的细水雾有效性系数为6,有效性最高;从火焰图片剖面像素分布可以看出,火焰的辐射体温度均出现了不同程度的降低.不同添加剂不同程度地提高了细水雾的灭火效能,对瓦斯体积分数接近化学当量比的火焰传播有明显抑制效果.     

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。     

基于灰色关联分析的变压器油池火灭火有效性评估

为对比不同灭火系统扑灭变压器油池火灾有效性,提升变压器油池火灭火效能,从效能评估工具、灭火临界参数、行业法规中提取并确定变压器油池火灭火有效性评估指标集,包括3个观测变量,6个具体指标。采用Otsu’s算法处理火灾图像确定火焰面积,通过层次分析法确定各观测变量和具体指标权重,应用灰色关联法构建变压器油池灭火有效性评估模型。以水喷雾、细水雾、泡沫-水喷雾以及泡沫-细水雾扑灭变压器油池火为例,分别计算4种不同灭火系统下的灭火有效性。研究结果表明：灭火方案有效性为泡沫细水雾(1.000)>纯水细水雾(0.653)>泡沫水喷雾(0.447)>纯水水喷雾(0.333)。该评估模型可以将消防监测终端采集的消防大数据与人工智能技术有效结合,有助于提升变压器消防安全管理智能化水平。     

细水雾特性参数对锂离子电池组灭火效果的影响

为了研究不同特性参数细水雾抑制锂电池组火灾的效果,利用计算流体动力学模型和火灾动力学模拟程序对不同特性参数细水雾灭火效果进行了分析.采用锥形量热仪在50 kW/m2辐射热条件下和100％荷电状态下对锂离子电池进行燃烧试验,获取其热释放速率曲线,热释放速率峰值为9.23 kW.在试验获得参数的基础上以6个18650型锂电池建立火灾模型,利用火灾场模拟软件FDS对不同雾滴直径、雾动量和喷雾强度的细水雾的灭火过程进行数值模拟.定量分析熄灭锂离子电池火的细水雾相对适宜的条件范围,研究细水雾的特性参数对锂离子电池组灭火效果的影响.结果表明:在细水雾雾滴动能不变的情况下,随细水雾雾滴粒径增大,灭火时间先波动后增大,在细水雾粒径为50～100μm的工况下系统抑制锂离子电池火效果最佳,灭火时间最短,耗水量最少;水雾动量变化在一定区间内增加对锂电池灭火有增强效果,当雾滴速度足以穿越火焰时,增加水雾动量对灭火效果影响不大;在规定范围内喷雾强度越大,细水雾能够气化的数量越多,吸收的热量也越多,越有利于灭锂离子电池火灾.     

防灭火三相泡沫流体特性及油面铺展性能研究

灭火泡沫的流动铺展性能直接影响其施放和灭火效率。为研究防灭火三相泡沫的流体特性及其在平板和油面的流动铺展性能,利用旋转黏度计考察剪切速率、浆液浓度、温度、剪切持续时间等因素对三相泡沫黏度的影响;用自主设计的试验台架,测定几种典型的三相泡沫在玻璃槽内和航空煤油表面的流动铺展速度。试验结果表明:所测这些三相泡沫属于屈服假塑性流体,其黏度主要受浆液浓度、温度和发泡倍数的影响;三相泡沫在平板上的流动性与泡沫黏度呈正相关,而超细粉体的加入对泡沫油面铺展性能的影响不大,满足灭火要求。     

白酒火灾防控关键技术试验在合肥顺利开展

<正>2019年3月25-26日,中国安全生产科学研究院在合肥顺利开展了白酒火灾防控关键技术试验。通过开展感温探测器、火焰图像探测器、紫红外探测器等火灾早期探测报警系统响应能力对比试验,干粉、泡沫、细水雾等移动式灭火装置灭火效果对比试验,以及水喷雾、细水雾等固定式灭火系统灭火效能对比试验,研究了当前白酒生产企业酒库火灾防控装备和技术的适用性及有效性。此次试验由中国安全生产科学研究院牵头并联合中国科学技术大     

载铁改性沸石粉体抑制甲烷/空气扩散火焰试验研究

为发展洁净高效新型粉体灭火介质,以沸石粉体为基体,采用盐酸活化和氯化铁溶液浸泡方法制备载铁改性沸石粉体灭火剂。采用X-射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和X-射线荧光光谱仪(XRF)等仪器对该粉体灭火剂的结构和形貌进行表征。通过小尺度的杯式燃烧器试验研究载铁沸石粉体对甲烷/空气扩散火焰的灭火效果,并和未改性沸石粉体进行对比。试验结果表明,载铁改性沸石粉体灭火剂的灭火效能明显高于未改性沸石粉体。改性沸石灭火效能提高,主要是由于所负载的铁离子在火焰中转化为活性铁原子,参与清除火焰自由基的催化反应。     

糖粉粒径对其爆炸特性影响的试验研究

为研究糖粉粉尘爆炸特性,采用20 L球形爆炸装置进行试验测试,通过改变糖粉粒径来测定粉尘爆炸下限质量浓度(LEL)、爆炸压力以及爆炸指数特性参数,研究粒径对糖粉爆炸特性的影响。结果表明,随着粒径的减小,粉尘LEL先由70~80 g/m3降低到0~10 g/m3,再上升到20~30 g/m3;爆炸压力由0.75 MPa增大到1.07 MPa;爆炸指数由11.2 MPa·m/s增大到23.4 MPa·m/s。此外,粒径为45~53μm的3号粉尘的LEL为0~10 g/m3,其爆炸敏感度最高;而粒径小于等于45μm的4号粉尘的爆炸压力为1.07 MPa,爆炸指数为23.4 MPa·m/s,其爆炸烈度最大。随着粒径的减小,糖粉粉尘的爆炸烈度单调性增大。     

长庆油田油气爆炸参数及抑爆试验研究

采用哈特曼爆炸试验装置完成长庆油田典型油气组分爆炸特性参数测试,建立了油气爆炸模拟试验装置,并针对长庆油田油气爆炸研制自动抑爆装置,进行了长庆油田油气爆炸抑爆试验.长庆油田油气爆炸下限体积分数为3.0％,爆炸上限体积分数为14.0％,最大爆炸压力0.671 MPa,最大爆炸压力上升梯度40.625 MPa/s.长庆油田油气点爆后33 ms发展成爆炸,230 ms爆炸火焰向上扩展,624 ms爆炸火焰达到最大状态,920 ms爆炸火焰强度明显减弱,爆炸火焰很快自行熄灭.所研制的自动抑爆装置由紫外传感器、控制器和抑爆器组成.紫外传感器能抗太阳光、一般电源光的干扰;控制器由高能干电池供电,使用方便;自动抑爆装置响应时间小于15 ms,成雾时间小于150 ms.油气抑爆试验表明,自动抑爆装置能在1.5m范围内扑灭油气爆炸火焰.     

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。     

同沟敷设条件下埋地高压长输管道爆炸危害的试验研究

为了得到埋地长输管道物理爆炸对同沟管道及周围环境的影响,通过进行埋地全尺寸管道爆破试验,研究了在役长输管道断裂爆炸对同沟敷设管道造成的破坏程度,对周围人和建筑造成的伤害范围;并对爆炸能量进行了估算。结果表明,在12 MPa管道压力下,埋深1.5 m的管道于侧面完全断裂爆炸对距离为0.96 m的管道并未造成较大程度的破坏,管道爆破冲破土层后的物理爆炸冲击波引起的伤害范围比抛射物的伤害范围小得多;估算结果表明,管道物理爆炸产生的TNT当量约为20.6 kg,但产生冲击波的能量只占30%,危害范围较小。因此,同沟敷设管道0.96 m间距在试验条件下可以满足管道物理爆炸的安全要求;对周边环境危害需要重点关注抛射物的抛射范围、抛射规律,综合考虑确定安全范围。     

细水雾灭火技术在微重力环境下应用的可行性分析

针对细水雾灭火技术在载人航天器安全中应用的可行性,通过理论分析研究了微重力环境下液滴滞止距离与初始速度、粒径的关系,并利用Fluent模拟研究了水雾喷嘴雾场结构.理论分析结果表明,初始速度一定,水雾粒径越小,其滞止距离也越短;初始速度越大,其滞止距离越长.粒径小于50μm时,初始速度对滞止距离影响不大.数值模拟结果表明,微重力下的雾场分布与常重力下有明显差异,水雾主要集中在喷嘴附近,而且水雾蒸发速率较慢,液滴存活时间长.对比理论分析和模拟结果,模拟的迁移距离要小于理论值,这是因为理论分析中忽略了液滴的蒸发.为解决液滴滞止的问题,建议微重力环境下采取气体载运水雾的方式.     

铝粉爆炸无火焰泄压技术及装备研究

为有效防止粉尘爆炸泄爆引起的二次爆炸及火灾问题,基于泄压理论、消火机理,设计开发无火焰泄压装置,装置主要由消火结构、底座、爆破片及夹持机构组成,消火结构由不锈钢金属丝网组成。选择铝粉尘为测试粉尘,通过自建除尘系统试验平台进行试验研究。结果表明:无火焰泄压装置可成功阻止火焰传播,装置释放的冲击波在5 m外均小于5 kPa,除尘系统内部最大泄爆压力为0.1 MPa,装置前端火焰传播速度均大于100 m/s。     

天然气储气罐破坏效应分析

针对城市天然气储气罐的不断兴建与发展趋势的大型化,对于已建和待建储罐区对周围环境的潜在安全性问题,指出运用破坏伤害范围评价法可直观地预测破坏效应。通过对储罐爆炸释放能量的估算,采用模拟比法结合TNT爆炸试验数据计算出距离储气罐不同距离处爆破冲击波超压值,运用超压准则模拟预测出不同规格、储压下储罐爆破破坏伤害严重程度及危及半径范围;采用世界银行推荐的危害关系式,结合伤害破坏等级分析天然气爆炸破坏效应并与爆破效应比较。5000m3储气罐、储压1.20MPa下,储罐爆破和天然气爆炸危及距离分别可达144.0m和247.7m。依据预测结果,可将罐区周围划分不同区域,为实际工程中罐区选址、建设、安全距离确定及安全预案制定提供参考。     

干粉灭火弹和烟雾灭火器

干粉灭火弹和烟雾灭火器都是近几年来研制成功的新型消防器材。在结构上,两者有相似之处;在用途上,各有不同的适用范围。 干粉灭出弹 干粉灭火弹是以化学干粉为灭火剂,圆柱形纸筒为外壳,配有引发装置的小型手投式灭火器材。它适用于扑灭淌洒在地面上的石油产品、油漆、易燃有机     

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。     

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。