环境风作用下聚氨酯泡沫水平火蔓延行为实验研究

为探究环境风速对聚氨酯泡沫水平顺流火蔓延的影响,开展多组工况对比实验,分析不同侧向风速对火蔓延典型特征参数（火焰形态、质量损失和近域场温度及辐射）影响。实验结果表明：侧向风速会缩短热解前锋预热角形成时间,且预热角度大小与风速呈负相关,预热角减小会增大火焰前锋对预热区热反馈面积,使火蔓延速度增加;火焰前锋受侧向风速拉伸效应主导下的空气卷吸作用,火蔓延过程中熔融滴落频率增大,加大次生火灾危险性;同时火蔓延过程中材料的质量损失率随风速增加而增加;风速的冷却效应在火蔓延前期占主导地位,但仍会促进火蔓延速度,且水平板材上下两侧辐射峰值差逐渐增大。     

斜面角度对聚丙烯表面火蔓延的影响

在30°、45°、60°和90°的倾角条件下对热塑性材料聚丙烯进行燃烧实验,研究角度对可熔融材料表面火蔓延行为的影响,主要分析了火蔓延速率、火焰长度、质量损失速率、下表面温度等参数。研究表明:火蔓延速率、质量损失速率、下表面温升速率随角度增加而增大,角度对火焰长度影响较小。角度较小时燃烧受池火影响较大,这使火焰长度呈波动性增长,下表面最高温度反而高于大角度时。     

典型热塑性材料竖直逆向火蔓延研究

以典型的热塑性材料聚丙烯(PP)和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)为研究对象,实验分析了不同宽度的试样竖直贴壁向下燃烧的温度、火蔓延速率等参数,并给出火蔓延速率、未燃区表面接收的对流传热和辐射传热的计算公式。试样长度为20cm,厚度为3 mm,宽度分别为1、2、3、4、5cm。实验表明:燃烧中PP材料会受热熔融生成液滴并发生卷落现象,火焰主要呈蓝色且温度较低,卷落时出现火焰高度和温度增加。PMMA材料流动性差,不产生熔融液滴并在试样上方有稳定的黄色火焰。火蔓延速率受试样宽度与流动性的综合影响。在实验范围内,随着宽度的增加,PP的火蔓延速率呈先减小后增大的趋势,PMMA的火蔓延速率呈单调递增的趋势。     

硬质聚氨酯板材贴壁逆流火蔓延燃烧特性实验研究

针对典型热固性有机保温材料硬质聚氨酯泡沫(RPU),自行搭建了一种大尺寸实验装置,开展存在外界稳定辐射情况下硬质聚氨酯保温材料逆流火蔓延特性实验研究,观察比较此种材料存在外界辐射源辐照和无辐射条件下实验现象的异同,并获得平均质量损失速率和火蔓延速度等火焰特征参数。实验结果表明:较之无辐射情况下,板材受到外界辐射辐照,火蔓延过程后期会出现加速现象,质量损失速率通过线性拟合后呈二段式分布,厚度方向的热流增加,未燃层厚度减小,板材碳化层区域面积变大;质量损失速率和火蔓延速度与外界辐射强度呈正相关的关系。     

气压对软质聚氨酯泡沫倾斜火特性的影响

采用可变倾角板材火蔓延平台,利用合肥与拉萨两种天然海拔高度,开展不同环境气压条件下的聚氨酯软质泡沫板火灾倾斜顺流燃烧实验,研究环境气压、板材倾角等边界条件对聚氨酯板材燃烧速率、顺流火蔓延速率、火焰高度和火焰脉动频率等的耦合作用。实验结果表明,对于宽度较窄的FPU板材,气压对于水平火蔓延时燃烧速率的影响很小。气压比约为0.67的情况下,水平蔓延时常压的火焰前锋蔓延速率接近低压的两倍。低压环境下火焰脉动频率加快。     

玻璃幕墙夹层构型对聚氨酯逆流火的影响

开展实验,研究建筑幕墙构型与外立面之间的夹层效应对于保温材料火蔓延过程中火焰形态、近域温度场和质量损失的影响,研究间距变化对于火蔓延行为的影响。结果表明,夹层的特殊受限空间内火焰前锋呈现“倒 V”型梯度分布;板材熔融滴落物质量随幕墙间距增大而减小;间距较大时,高温区域位于中心线的垂直区域,随着间距减小,中心线处的火焰温度降低。研究可为建筑平行玻璃幕墙的火灾危险性评估,建筑外部结构消防安全设计提供参考。     

砂子粒径对流淌火蔓延及燃烧特性的影响

为探究砂子粒径对流淌火的影响,设计并搭建了流淌火试验平台,试验研究砂子粒径和泄漏速率对流淌火燃烧特性的影响。结果表明：不同粒径砂子流淌火有明显的燃烧阶段性特征,砂子粒径较粗时燃烧过程有蔓延阶段、收缩阶段、稳定阶段、维持阶段和熄灭阶段5个阶段,而砂子粒径较细时没有收缩阶段。稳定燃烧面积随着泄漏速率和砂子粒径的增大而增大,但稳定燃烧速率随着砂子粒径的增大而减小。不同泄漏速率流淌火的平均稳定线燃烧速率约为0.122 mm/s。     

EPS火灾蔓延速率的数值模拟与实验研究

建立了热塑性外保温材料火蔓延速率模型,提出了表征向上火蔓延和向下熔融流淌燃烧相互促进作用大小的无量纲参数,耦合燃烧度。通过实验研究了EPS外保温材料的火蔓延规律和影响因素。实验结果表明,其火蔓延速率随时间变化呈指数增长;"耦合燃烧度"越大,火蔓延速率增长越快;"耦合燃烧度"随材料厚度的增加而增大;不同火源位置下,"耦合燃烧度"的大小排列为:中火底火顶火边角火;理论模型与实验结果具有较好的一致性。     

高温后砂岩单轴压缩加载速率效应的试验研究

温度是影响岩石材料物理力学性质的重要因素,为考察温度对砂岩加载速率效应的影响规律,对25℃～800℃之间6种温度水平后的砂岩试样分别进行不同加载速率下的单轴压缩试验。试验结果表明：① 高温后砂岩的物理性质出现一定的劣化,由25℃升高至800℃,密度和纵波波速分别减小了5.89%和73.72%;② 随着温度的升高,砂岩峰值强度和弹性模量逐渐减小,峰值应变逐渐增大,而峰值强度随温度的变化过程受加载速率的影响较大;③ 高温后砂岩的峰值强度和峰值应变具有明显的加载速率效应,且服从正线性关系,相关性参数A表征了材料受加载速率影响的显著程度,随着温度的升高参数A呈现先减小后又增大的趋势;④随着温度和加载速率的增大,砂岩破坏形态由拉剪混合破坏逐步转化为单一斜剪破坏,破坏程度愈渐剧烈,分形维数也逐渐增大。     

常用有机保温材料在SBI试验中的燃烧行为分析

以工程常用有机保温材料的单体燃烧试验为基础,根据不同种类材料的热释放速率曲线讨论其燃烧行为。对比发现：不同种类的保温材料燃烧行为差别较大,热塑性保温材料（EPS、XPS）的火灾危险性高于热固性保温材料（聚氨酯板）;不同厚度的有机保温材料在燃烧过程中有较大差异,尤其是XPS;彩钢板对保温芯材有一定的保护作用,但也会因时间的延长、温度的升高而减弱;具有一定厚度的板材,其安装方式对试验结果有影响,建议根据试样在实际工程中的安装方式进行确认。     

超细干粉灭火装置在油浸变压器的应用可行性研究

通过系列1 m²变压器油火灾灭火实验,研究超细干粉灭火装置对变压器油火灾灭火的有效性,分析超细干粉灭火装置用于油浸变压器的技术可行性。结果表明,4 kg悬挂式超细干粉灭火装置可快速有效扑灭基础油温不超过155℃、预燃时间不超过5 min的1 m²变压器油初起火灾,使之不发生复燃;燃烧时间显著影响变压器油是否发生复燃,当预燃时间超过10 min时,变压器油火被超细干粉熄灭后仍会发生复燃;超细干粉灭火装置用于扑救油浸变压器初期火灾具有技术可行性,实际工程中建议装置喷射口到变压器重点部位的距离取1.7~2.0 m。     

不同灭火装置对磷酸铁锂电池模组火灾的灭火效果

为了验证不同灭火装置对储能电池模组火灾的灭火效果,按照实际预制舱搭建试验平台,分别考察了七氟丙烷、全氟己酮、热气溶胶、细水雾等灭火装置针对预制舱中单个储能电池模组火灾的灭火效果。试验结果表明,针对储能电池模组火灾,需要考察灭火剂的灭火效果和降温能力。部分灭火剂可以扑灭初期火灾,但是难以中断储能电池内部的持续反应,可能发生复燃。     

气溶胶灭火剂喷口温度降低措施的研究

为研究气溶胶灭火剂在工程应用中所产生的高温问题,采用了对比试验方法,分别在气溶胶灭火装置内添加降温物质和选用隔热材料,对其喷口温度进行测试。结果表明：当添加的KHCO3为2%时,气溶胶灭火剂的燃烧温度明显降低;实验中选取轻质碳酸镁作为降温物质,其降温效果好、灭火时间短;珍珠岩棉的厚度为20 cm的时候效果最佳,此时喷口最高温度为63 ℃。研究为降低气溶胶灭火剂的喷口温度提供了理论参考和技术支持。     

抑制三元锂离子电池热失控火灾研究

开展刺入式施放灭火剂的试验,以探究更高效的灭火手段。根据3种影响火灾抑制效能的主要因素（施放路径、充装压力、灭火剂种类）设计试验工况,突出刺入式施放灭火剂的火灾抑制效能。结果表明,电池热失控时,相比于外部施放灭火剂,刺入施放能使电池内部和正极都降至更低温度,差值分别为168.2,61.4℃,且无温度回升。充装压力为0.6 MPa时刺入施放,正极处液态水的降温速率达30.1℃/s,而0.9 MPa时仅为7.2℃/s,相同条件下,黏度较高的2-BTP灭火剂,在0.6 MPa时降温速率高达41.9℃/s,0.9 MPa时仍为35.2℃/s,液态水的抑制效能相比2-BTP灭火剂受充装压力的影响更明显。结果表明,刺入式施放灭火剂可使正极处的温度从643.6℃降至55.5℃,最大冷却速率达252.4℃/s,相比外部施放灭火剂,对锂离子电池火灾表现出更佳的抑制效能。     

常压和低压下锂离子电池灭火特性研究

研究气体灭火剂在航空货运低压环境与常压环境下对 18650 型三元锂离子电池的灭火特性。基于低压实验舱和气体灭火系统,使用全氟己酮分别在常压 101 kPa 和低压 30 kPa下对热失控的锂离子电池进行灭火,记录灭火现象、温度变化,并分析空气中各相关气体组分变化。结果表明,常压下热失控表现为向外爆燃和持续明火燃烧,延长了灭火时间;低压低氧浓度环境在一定程度上减缓锂离子电池的热失控燃烧放热反应,有助于控制峰值温度,提高灭火效率;灭火过程中,灭火剂会增加氧气的消耗,低压时氧气消耗大于常压;常压下电池内部反应和二次燃烧更充分,向外释放更多热量,生成了更多二氧化碳,而低压时会有更多的一氧化碳产生。     

模块化数据中心感烟灭火装置优化设计

针对模块化数据中心感烟灭火装置火灾探测灵敏度低、灭火介质效率低、储压式设计存在危险等问题,设计火灾探测与灭火一体化的感烟灭火装置。基于Mie散射原理,利用主动空气采样感烟探测技术进行早期火灾探测;利用光学仿真软件对探测暗室的光路进行模拟仿真,优化设计探测暗室结构;发明一种非储压式、洁净环保型全氟己酮灭火装置,装置具有多级报警设计。经测试,装置初、中、高级报警灵敏度分别为0.05,0.11,0.21 db/m。感烟灵敏度为Ⅰ级,灭火剂平均喷射时间为7.2 s,灭火时间平均为11.2 s,具有较高灵敏度和良好灭火能力,能够保障数据中心设备安全运行。     

气溶胶灭火技术及存在的主要问题和对策

介绍了气溶胶的灭火机理,指出了它的灭火效率是干粉灭火剂的6倍～10倍.比较详细地分析了气溶胶灭火装置中发生剂的若干重要指标,引发器所面临的两个主要问题,发生器的构成和发生器与引发器之间的关系.简述了气溶胶灭火系统的应用特点.归纳了气溶胶目前存在的主要问题,提出了相应解决问题的对策.     

基于大型模拟油罐火的消防炮灭火性能研究

消防炮是扑救大型储罐火灾的关键装备,有必要开展基于大型模拟油罐实体火试验的消防炮灭火性能研究。在筛选消防救援队伍常用消防炮和泡沫灭火剂的基础上,结合不同类型泡沫灭火剂的消防炮喷射试验,筛选了适宜消防炮喷射的泡沫灭火剂类型,并进一步通过大型模拟油罐火灾试验,评估了消防炮的灭火性能。试验结果表明,消防炮喷射性能、泡沫灭火剂灭火性能和灭火战术是影响消防炮灭火性能的关键因素,并据此为消防救援队伍灭火装备配备和消防炮技战术方面提出指导性建议。     

浅谈带电灭火的方法与安全措施

文章通过理论分析,结合火场实际,对用水及其它灭火剂扑救带电设备火灾的方法和安全措施作一探讨,包括带电灭火的注意事项和带电灭火的辅助安全措施。     

换流变压器消防设计研究

基于新型火灾探测技术、新型水系灭火剂的水喷雾和消防炮灭火技术,搭建换流变压器模拟试验平台,开展不同场景下的火灾探测及灭火试验研究。研究表明,对于换流变压器火灾,新型火灾探测器可快速响应,基于水系灭火剂的水喷雾及消防炮可快速扑灭并可高效降温。根据研究成果并结合项目实际情况,提出一套适用于换流变压器的消防设计方案。