侧向喷射条件下细水雾扑灭水平表面流淌火研究

为探讨侧向喷射条件下细水雾扑灭流淌火的技术可行性,针对水平表面流淌火,在考虑火焰辐射、燃料与垫层之间的对流换热基础上,建立细水雾在开敞空间扑灭流淌火理论模型,实验研究细水雾喷头排数、倾斜角度对火焰形状、火焰温度、灭火机理和灭火时间的影响。结果表明：细水雾冲击燃料加快其流淌时可以增强灭火能力;采用单排喷头水平喷射时可有效抑制一侧火焰且对火焰拉伸作用最强;采用双排喷头水平喷射时,可有效抑制两侧火焰且灭火速度最快;当喷头向上倾斜15°时,细水雾冷却燃料能力减弱并使灭火时间变长。     

单、双喷头细水雾对正庚烷池火灾的抑制作用

为了研究单、双喷头细水雾抑灭正庚烷池火灾的效能和机理,在半体积飞机模拟货舱中开展了单、双喷头细水雾雾滴粒径测试和抑灭20 cm 正庚烷池火灾的实验研究。结果表明,双喷头细水雾协同工作会导致雾滴之间相互碰撞发生二次破碎,有助于雾化效果的提升。通过对燃料表面温度、火焰区平均温度和舱内氧气浓度的测量和计算,对比分析了单、双喷头细水雾抑灭火的主导机理。结果表明,单喷头细水雾灭火的平均时间为283.14 s,耗水量约为3.54 L,燃料表面冷却是其抑灭火的主导机理。双喷头细水雾灭火的平均时间为212.22 s,耗水量约为5.31L,火焰冷却是其抑灭火的主导机理。     

通风与细水雾耦合灭火机理实验研究

分析细水雾与火灾的传热机制。在尺寸为6.0 m×1.5 m×2.0 m的隧道模型中部放置0.25 m×0.20 m×0.05 m的油盆,进行柴油池火灭火实验,分析排烟模式、工作压力、通风风速对细水雾灭火的影响。结果表明,细水雾+顶部排烟耦合系统的灭火时间最短,细水雾压力增加有利于抑制灭火初期的强化燃烧现象。6 MPa、12 L/min细水雾作用下,纵向排烟风速不宜超过0.5 m/s,其灭火机理主要为对热辐射的衰减作用;顶部排烟风速可以达到1.0 m/s,其灭火机理主要为对火焰的冷却作用。10MPa细水雾灭火时间受1.0 m/s以下风的影响可以忽略不计。15 MPa细水雾灭火时间受1.5 m/s以下风的影响可以忽略不计。10 MPa及以上压力细水雾耦合通风系统的灭火机理为火焰冷却及热辐射衰减的综合作用。     

不同工况下细水雾灭火效能影响的数值模拟

采用FDS对单室火灾中细水雾与火焰相互作用过程进行数值模拟分析,探讨细水雾与火焰相互作用过程中不同区域的细水雾灭火机理,分析粒径分布、速度和雾化角度对细水雾灭火产生的影响.模拟结果表明:在细水雾与火焰相互作用过程中粒径分布对灭火效能影响显著;细水雾在粒径小于100 μm时不能实现有效灭火;当粒径为200～400 μm时细水雾能有效抑制火焰发展并熄灭火源;在细水雾灭火机理中,相对于气相冷却和隔氧窒息,细水雾的表面冷却作用起到主导作用;细水雾喷射速度对灭火效果影响较大,细水雾动量不小于火羽流动量是火灾发展得到有效控制的重要前提;细水雾有效雾通量随着雾化角度增大而逐渐减小,雾化角度增大不利于细水雾灭火效能提高.     

顶棚水平开口对细水雾灭室内火的影响研究

对细水雾扑灭具有顶棚水平开口的室内池火进行了实验研究和理论分析.研究表明,池火热释放速率较大时,在高温烟气作用下,细水雾能快速蒸发产生大量的水蒸气.在水蒸气的稀释作用和燃烧耗氧作用下,燃烧区域的氧气浓度迅速下降到极限氧浓度,火焰因此而窒熄.在池火热释放速率较小时,水蒸气稀释和燃烧耗氧对燃烧区域内的氧气浓度影响较小.细水雾雾滴冷却火焰和销毁自由基可能成为灭火的主要机理.在以上两方面机理共同作用下,出现灭火时间随着池火热释放速率的增大而减小的实验现象.顶棚水平开口的位置和面积决定进入室内到达燃烧区域的空气流量,从而影响细水雾的灭火时间.实验表明,开口位置与火源的距离越大,灭火时间越短;而开口面积越大,灭火时间越长.     

超细水雾影响小型火焰在固体可燃物上蔓延的数值模型

开发了CFD模型，用来预测细水雾中火焰沿固体燃料蔓延的特性。采用气体和固体燃料作为对比试验，利用不稳定两维保守公式描述自持性火焰蔓延情况。因为的分析重点主要放在火焰前锋火焰的熄灭机理（火焰前锋完全暴露在细水雾中），所以考虑了有限率（finite—rate）化学反应。火焰基本传播数据也可虑了用于细水雾和蒸气质量的公式，这包括水蒸发造成的能量消耗。还对在细水雾喷洒下聚合材料做成的厚燃料床上火焰的水平传播进行了试验。结果显示，火焰热释放区内自持性能量守恒对外部能量消耗非常敏感。在本试验中，主要是水滴蒸发造成的能量消耗。因此，在火焰前锋，火焰在细水雾的喷洒下挣扎着，要么按几乎相同的速度（没有水喷雾情况下）继续传播，要么被完全熄灭。本文还研究了水滴直径大于30μm细水雾的灭火特性。本文获得了在不同条件下火焰蔓延情况下，灭火需要的细水雾质量分率的关键浓度。     

细水雾特性及其灭火机理分析

介绍了细水雾的基本属性及其表征特性，分析了细水雾的灭火模型及灭火特性。结果表明，细水雾可实现多种灭火效应(燃料冷却、烟气冷却、辐射衰减、惰化作用)，可以达到高效、快速灭火的目的。     

含NaCl低压细水雾抑制受限空间油池火研究

针对高压细水雾灭火系统在抑制船舶油料火灾过程中的强化燃烧及设备布置空间大等缺点,利用1.5 m×1.5 m×1.0m封闭舱室平台,以正庚烷为燃料,实验研究不同NaCl质量分数(5%、10%、15%、20%)添加剂的低压细水雾(0.2～0.6 MPa)抑制油池火特性。分析了细水雾灭火过程中的燃烧状态、火焰温度和灭火时间。结果表明:在压力为0.4、0.6 MPa下的细水雾,灭火时间随着NaCl质量分数的提升大致呈"V"型规律;在相同的NaCl质量分数下,压力越高,灭火效果越好,时间最短为35 s。     

障碍物作用下细水雾熄灭油火数值模拟

建立FDS数值模型模拟障碍物作用下细水雾抑制熄灭受限空间油池火的过程和机理,分析开启细水雾后障碍物周围的温度、火焰、水蒸气等的变化情况,讨论障碍物作用下细水雾抑制油火燃烧的有效性。结果表明,在障碍物处火焰膨胀并产生很多大的气流漩涡,这是细水雾与热烟气及障碍物相互作用的结果;细水雾受热蒸发得到的水蒸气易于达到较高浓度从而抑制熄灭障碍物下的残存油火。     

含KCl 和K2CO3超细水雾熄灭乙醇火焰实验研究

使用氯化钾和碳酸钾作为超细水雾添加剂,纯水超细水雾作为对照,无水乙醇、90%乙醇和75%乙醇作为燃料,采用改进的Cup burner 装量,获取超细水雾临界灭火浓度,分析灭火过程。实验表明,随着酒精度数升高,含钾盐超细水雾熄灭乙醇火焰的临界灭火浓度也逐渐升高,并且含碳酸钾超细水雾的灭火效果稍好于含氯化钾超细水雾。     

大型换流变火灾与泡沫细水雾联用灭火系统特性研究

为研究大型换流变火灾外围池火燃烧特性及灭火要求,建立了换流变火灾试验模型,研制了换流变实体火灾灭火试验平台,通过开展池火燃烧及泡沫-细水雾灭火试验研究,分析了火灾时换流变外围温度场特性。试验表明：模型中换流变油池火燃烧行为与实际换流变火灾类似,池火贴壁燃烧且卷吸效应明显,阀侧火的羽流温度高于其他区域,换流变壁面快速升温致使钢材屈服强度降低,局部结构出现变形,换流变内部变压器油、防火墙壁面升温缓慢。泡沫细水雾联用系统灭火可快速扑灭明火,降温、隔氧效果明显。     

双流体细水雾抑制熄灭油池火的实验研究

在3 m×3 m×3 m的受限空间内使用双流体细水雾喷头进行了灭油池火的有效性实验,实验所用的燃料试样为柴油,雾化气体为氮气.实验中使用热电偶测量火焰温度的变化,使用烟气成分分析仪测量气体组分体积分数的变化.实验结果表明:由于雾化气体的介入,双流体细水雾的灭火过程和灭火机理与单流体细水雾有所不同;双流体细水雾在一定的压力下存在最佳的灭火水流率,在此水流率下灭火时间最短.     

含添加剂细水雾抑制池火及相关特性

建立固定式细水雾灭火试验平台,探究添加表面活性剂添加剂后,细水雾扑灭油池火时的温度变化特性和火焰形态。对汽油、柴油池火的火焰温度及灭火时间的对比表明,在细水雾中添加表面活性剂添加剂能大幅提升细水雾灭火性能;含添加剂的细水雾抑制池火过程分为火焰初期增长、初步抑制、火焰再次增长和再次抑制4个阶段;含添加剂细水雾系统的灭火机理在于可以捕捉和湮灭链式反应中的自由基,降低表面张力。     

细水雾灭火机理研究进展

总结了细水雾灭火机理的国内最新研究进展,提出了细水雾局部应用灭火时的吹熄灭火机理,阐释了细水雾全室淹没灭火时,灭火时间随燃烧热释放速率和开口面积变化的规律,分析了在不同热释放速率下细水雾对室内燃烧灭火的贡献。     

两相流细水雾灭B类火实验研究

采用气液同管雾状流输送方式,在两相流系统中设置雾化混合器,使结构简化.实验研究不同热释放率时两相流细水雾的灭火特性及规律.采用热电偶树和气体分析仪测量火焰温度及火场氧浓度,通过灭火时间评价细水雾的灭火效率,将两相流细水雾的灭火效果同单相流进行对比.实验结果显示,热释放率对细水雾的灭火效果影响显著;两相流在较低压力下就可达到单相流较高压力的灭火效果.     

自由燃烧下油池火灾的燃烧特性研究

通过对93#汽油、0#柴油和95％的乙醇的自由燃烧试验,得出了3种燃料的燃烧特性,包括液层温度、质量损失速率、燃烧速度、密度、热释放速率、火焰温度等,并结合理论公式拟合热释放速率随油盘直径变化的曲线.质量损失速率与火焰高度汽油＞柴油＞乙醇;汽油、柴油、乙醇燃烧时的液面温度分别为125、310、80℃;3种燃料都在2 min以后达到稳定燃烧状态.     

高、中压细水雾灭火性能比较实验研究

从细水雾雾场特性参数分析出发,搭建实验平台研究高压细水雾和中压细水雾的灭火性能,得到高、中压细水雾灭火时的温度和烟气组分体积分数变化情况,以及雾场特性参数如雾通量、粒径分布和雾动量等和灭火性能的关系。结果表明由于工作压力不同,使得雾场特性参数有所差异,在实验火场开阔的情况下,由于中压细水雾在燃烧区域的雾通量和雾动量更大,其对于木垛火和柴油池火的灭火效果均优于高压细水雾。     

细水雾控制高层住宅烟道火灾的有效性及参数优化

为了有效控制高层住宅厨房烟道火灾,构建细水雾控制厨房食用油火和带分支烟道的高层住宅厨房烟道油垢火的FDS数值模型,分析高层住宅厨房烟道细水雾灭火系统有效性的影响因素及最佳设计参数。结果表明,如果未能即时扑灭高层住宅底层厨房食用油火,在强烈的烟囱效应作用下,高温火焰和烟气会引燃烟道内油垢,造成火势的迅速蔓延。本文所建的30 m高厨房烟道火模型中,最佳细水雾灭火系统运行模式为关闭厨房抽油烟机,即时开启厨房灶台上方和主烟道内分段设置的细水雾喷头,雾流量分别为0.6,10 L/min,细水雾最佳参数为喷射流速10 m/s、喷射角度60°、水雾粒径500 μm。     

浅谈细水雾灭火系统

1 细水雾的灭火机理及应用水喷雾灭火系统的灭火机理主要为表面冷却,窒息,冲击乳化和稀释。从水雾喷头喷出的雾状水滴,粒径细小,表面积很大,遇火后迅速汽化,带走大量的热量,使燃烧表面温度迅速降到燃点以下,使燃烧体达到     

可燃液体火灾危险场所细水雾灭火系统的试验研究

针对可燃液体火灾危险场所中不同燃烧功率、火灾类型、障碍物特征、燃烧物质情况进行了细水雾灭火试验，给出了部分试验结果。针对试验数据进行分析总结，提出了火灾规模、空间通风率等是实体火灾试验中必须关注的问题，给出了细水雾系统在可燃液体火灾危险场所使用的基本要求。指出细水雾灭火系统按实体火灾试验规约进行产品检验的重要性，为今后我国细水雾灭火系统的研究和工程应用提供借鉴。