LNG槽车车载水喷雾装置抑制及灭火效果研究

设计并搭建了一套 LNG 车载水喷雾系统,用于模拟LNG 操作箱内介质泄漏后的水雾抑制燃烧试验和 LNG 点燃后的灭火试验。通过对比喷头高度、水平间距,喷头出口方向、口径、位置等参数,研究水喷雾装置抑制燃烧及灭火的规律。试验表明当泄漏源位于 LNG 槽车操作箱内时,水喷雾装置的最佳选型方案为：水雾喷头 Φ2.5 mm,水雾喷头距燃气喷头高度 1 100 mm,水雾喷头间距 900 mm。水喷雾系统开启后,在 600 s 时趋于稳定,平均湿度达 83.2%,能够有效降低 LNG 泄漏后的爆燃风险。 该水喷雾装置也能有效控制火情,为后续应急处置工作争取时间。     

液氨罐车车载水喷雾装置泄漏扩散及喷淋实验研究

设计并搭建了一套液氨车载水喷雾装置,用于研究液氨罐车操作箱内介质泄漏扩散规律和水雾抑制效果。首先,通过泄漏扩散实验对泄漏口的高度、泄漏方向和泄漏压力进行三因素三水平正交实验分析,研究各因素对氨气浓度分布的影响。实验表明：泄漏高度44 cm、泄漏方向朝上、泄漏压力0.3 MPa,操作箱内出现最危险工况,顶部氨气体积分数8.5 s内达到83.12%。其次,通过水喷雾抑制实验进行了喷嘴口径、雾化角度、喷水压力以及双喷嘴间距的四因素三水平正交实验分析,探索各因素对水雾抑制效果的影响规律。实验表明：各因素对水喷雾系统抑制效果影响的主次顺序:喷水水压＞喷嘴间距＞雾化角度＞喷嘴口径。水喷雾装置最优的选型方案为：喷嘴口径0.3 mm、雾化角度90̊、喷水水压10 MPa、喷嘴间距26 cm,采用该方案1.8 s内氨气浓度迅速抑制到2.16%,可显著降低爆燃风险。     

隧道内水喷雾系统参数对灭火效果的影响

选取某地下交通联系隧道的一部分作为研究对象,利用FDS进行水喷雾流量密度、雾化角、初始速度对火场环境影响的研究。结果表明,水雾喷头体积流量密度增加,火源下风方向的烟气浓度降低显著;在喷头布置间距和体积流量密度相同的前提下,增大雾化角,有利于降低火源下风方向的烟气浓度;增加水雾液滴的初始速度,火源下风方向的烟气浓度降低,但会加剧烟气沉降、紊乱现象。     

柴油罐池火灾事故模拟与影响因素分析

为探究柴油罐池火灾事故后果危害区域的影响因素,采用ALOHA软件对柴油罐池火灾事故进行模拟,分析泄漏孔径、泄漏位置、温度、湿度和风速与事故后果之间的关系。分析结果表明:泄漏孔径增大和储存温度增高时,火灾危害范围、火焰高度和最大燃烧速度都会增大;随泄漏孔高度增加,火焰危害范围和最大燃烧速度会先下降后趋于平缓,而火焰高度变化不大;空气湿度增加时,火灾影响范围缓慢下降并趋于平缓;当风速增大时,影响区域先平缓再突升,到达高点后缓慢下降,存在一个最大危害风速范围;空气湿度和风速对火焰高度和最大燃烧速度没有影响。     

船用细水雾灭火喷头结构优化与分析

根据液体的雾化和灭火机理,对细水雾的液滴形成和破碎过程、影响液体雾化的因素、多种船用细水雾喷头结构的优劣进行分析,得到细水雾雾化对喷头的基本要求。设计船用喷头采用螺旋内流道,使液体在室内进行强烈的旋转,以提高水雾动能,加强离心雾化效果,增强灭火能力。运用STAR-CCM+对直射式喷头和改进的离心喷头进行对比分析,得到流场以及流场内有关面上的压力、速度、流动迹线以及液相水的体积分数。结果表明,螺旋流道的离心结构喷头可以增大喷雾半径、扩大保护范围、提升灭火效果。     

细水雾粒径对CH_4/AIR扩散火焰影响数值研究

参考WolfHard-Parker燃烧器构建二维模型,选择有限速率燃烧模型,定量分析水雾直径对抑制熄灭CH_4/AIR扩散火焰的影响。无水雾条件下数值结果与实验结果的对比表明,数值结果与试验结果较为吻合。研究表明,54μm水雾颗粒粒径最能够有效抑制燃烧,对应的火焰峰值温度最低;CO体积分数随雾滴直径变化趋势与温度相反;OH和O体积分数变化规律与温度相似,在高度小于5 mm时,水雾对其影响很小。     

铺层方式对碳纤维/环氧材料性能的影响

采用氧指数测试仪、垂直/水平燃烧测试仪、锥形量热仪,对不同铺层方式(厚度和角度)碳纤维/环氧复合材料的火灾蔓延特性及烟气特性进行研究。结果表明,铺层厚度增加,材料的氧指数增大,垂直/水平燃烧速率降低,CO/CO_2达到产生速率峰值的时间均缩短,材料产烟速率峰值减小,且达到峰值所需时间延后,总烟释放量增加,且烟气释放过程持续时间更长。铺层角度对材料的氧指数、产烟速率及CO/CO_2相关参数影响作用不明显。铺层方向[0°/90°]与火灾蔓延方向相同时,垂直/水平燃烧速度更大。铺层方向[±45°]与火焰蔓延方向不同时,可导致结构完整性、力学性能丧失,利于底层烟气的释放,使总烟释放量增加。     

直射—旋流预混细水雾喷头设计及灭油火实验研究

针对直射喷头雾化角小以及机械旋流喷头穿透性差的问题,设计了直射-旋流预混细水雾喷头。建立喷头流场模型并进行仿真对比分析,得出直射喷口直径及喷口距离变化对雾化性能的影响规律。结果表明,直射喷口直径为1.5 mm,喷口距离为1.0 mm时,总喷口的切向速度和轴向速度大小及分布均比较理想,能达到很好的雾化效果。通过灭油类火实验表明,设计的直射-旋流预混细水雾喷头对于火场温度的抑制效果比普通喷头更好,相对于普通喷头灭火时间缩短20%。     

电缆廊道细水雾灭火系统有效性对比分析

针对某城市综合管廊电缆廊道的示范段,建立FDS模型,分析在不同的空间结构、火源位置、环境气流速度下低、中、高压细水雾灭火系统的有效性。研究结果表明,空间结构较大时温度峰值更低;不同火源位置温度分布略有不同;机械通风速度越大,温度峰值越高,变化幅度越大,在细水雾作用下达到稳定燃烧的时间越短;高压细水雾在喷头动作后更能够有效地控制温度,降低温度峰值,减少稳定燃烧的时间。     

密闭机舱双火源燃烧质量损失研究

摘 要：在3 m×3 m3.5 m的缩尺度船舶密闭机舱中,设置边长分别为10,15,20 cm的正方形双油池,试验研究双油池不同间距下的燃烧速率变化规律。结果表明：密闭舱室内的双油池火可分为初始、稳定、熄灭三个典型燃烧阶段,不同面积油池的无量纲间距S/L与燃烧速率之间呈现抛物线关系且质量损失率达到峰值时S/L的阈值在0.70~0.85,这与开放空间以及隧道半封闭空间下的双火源发展有很明显的区别。在此基础上,给出了密闭舱室内修正间距S的无量纲热释放速率预测模型。     

全氟己酮灭火剂局部应用灭火技术研究

以全氟己酮灭火剂局部应用灭火技术为研究对象，基于旋芯喷嘴低压大流量雾化的特性，利用Fluent 进行了该类喷嘴的外流场仿真，完成了雾化后的灭火剂浓度分布特性仿真分析，并确定了浓度分界点；结合吉利兰半经验公式，推导出了针对不同雾化半角的喷嘴流量计算公式，并建立了局部应用灭火计算方法；结合实验，验证了局部应用灭火技术方法的准确性。研究表明：高度变高、雾化半角变大、温度变高、粒径变小，均会导致所需灭火流量的增大，其中雾化半角对灭火流量的影响最大；结合浓度分布特性和喷嘴流量计算公式建立的局部应用灭火计算方法，能够实现可靠灭火。     

喷头安装角度对综合管廊细水雾灭火的影响

为研究综合管廊火灾中喷头安装角度对细水雾灭火效果的影响,搭建实体火灾实验平台,利用FDS 模拟分析7 种喷头安装角度下细水雾对烟气温度和烟气层高度的影响。结果表明：侧喷无线槽工况火场温度下降得更快,降温效果更好;喷头安装角度≤50̊ 时,灭火时间少,灭火效果好,当喷头安装角度＞50̊时,灭火时间增加,灭火效果变差;喷头安装角度与平均温度降低值有一定的关系,但不呈线性关系,结合降温效果与烟气层高度,建议细水雾喷头安装角度为50̊ 。     

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。     

细水雾扑救电气火灾有效性和安全性实验研究

为探究工作压力对高压细水雾扑救电气火灾有效性和安全性的影响,在 4 m × 4 m × 5 m 的封闭环境中,针对同一型号的细水雾喷头在不同喷射压力下进行灭火实验。结果表明：增大喷头工作压力可增强细水雾灭电气火的有效性;不同工作压力下的细水雾,绝缘电阻下降率不同;随着工作压力变大,绝缘电阻下降速度呈现先减小后增大的趋势;喷头工作压力超过一定值时,细水雾对绝缘电阻的影响更显著。对于特定高压细水雾喷头,存在灭火效果好且水渍污染小的适合工作压力。     

熄灭森林阴燃火的细水雾喷头设计与仿真

森林大火后的残余地表余火及地下阴燃火是引起二次森林火灾的主要原因,为防止发生二次森林火灾,清理森林余火和阴燃火是必要的.细水雾作为哈龙灭火剂的最佳替代品,被广泛应用在消防领域.本文设计一种适合熄灭森林余火和阴燃火的撞击分流高压细水雾喷头,采用Fluent进行喷头流域的仿真,分析喷孔孔径、喷孔长度和喷孔喷雾锥角对喷出细水...     

喷涂油漆在薄金属表面燃烧特性研究

摘 要：通过锥形量热仪研究了喷涂油漆在薄金属表面的燃烧特性。选用35,50,65,80 kW/m2共4种热辐射强度,得到点燃时间、热释放速率、CO释放速率等参数。结果发现：薄金属表面油漆为典型的热薄型固体,点燃时间的倒数与热辐射强度呈线性关系。喷涂层数越多,引燃所需的热辐射强度越小,火灾危险性也越高,试验得到1层喷涂、2层喷涂和3层喷涂的临界热流强度分别约为30.8,10.0,5.0 kW/m2。热释放速率呈现出双峰特性,第一峰值和第二峰值随热辐射强度呈线性增长关系,且峰值随喷涂层数的增加而增加。CO释放速率则呈现出3个峰值。随着热辐射强度增加,各样品的火灾性能指数不断降低,火灾蔓延指数不断升高,火灾危险性增加。     

一种旋流式喷嘴的雾化实验研究

细水雾喷嘴是细水雾灭火系统的关键部件。本文主要采用激光多普勒测试仪（LDV）和相位多普勒粒子测量仪（PDPA）对一种旋流式喷嘴进行雾化实验研究。通过实验得到了不同测试压力下,喷嘴的流量、流量特性系数K、雾化锥角θ、水平射程、索特尔平均粒径（SMD）和粒子轴向速度的分布情况,最后得到了这几个参数随测试压力的变化关系。所测试的细水雾灭火喷头具有较大的轴向动量和径向动量,有利于扑灭深位火灾和扩大灭火范围。     

火源高度对隧道烟气温度及质量流量影响研究

由于隧道发生火灾后实际的燃烧面要高于隧道地面,距离隧道拱顶也越近,因此对隧道的危害也越大。通过CFD数值模拟软件进行了一系列不同火源功率的全尺寸数值计算,研究了火源高度对隧道内温度分布及烟气质量流量的影响。研究发现:火源高度对拱顶温度分布有着明显的影响,火源高度越高,火源附近温度衰减越慢;在远离火源的地方,不同火源高度的拱顶温度衰减相差不大,考虑火源高度后拱顶温度衰减略慢于没有考虑火源高度。火源高度及火源功率对一维蔓延阶段的烟气质量流量有影响,考虑火源高度后烟气质量流量要明显小于火源位于隧道地面的情形,但随着火源功率增大,它们之间的区别越来越小。考虑火源高度后相同火源功率下烟气分层高度显著提高,而人体耐受温度位置变化不大。