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。     

细水雾灭火机理探讨

本文研究了细水雾水滴直径与蒸发时间的关系,不同可燃物燃耗氧量的关系,并分析了水滴蒸发吸热量和水蒸汽分压增加对灭火效果的贡献,结合实验研究结果提出细水雾灭火的机理主要是水滴迅速汽化形成的水蒸气层阻碍了氧气向燃烧区域的扩散,而使可燃物燃烧耗尽局部区域氧气窒息熄灭。     

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。     

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.     

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.     

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。     

细水雾与固体木垛火相互作用的实验研究

为了更好地研究细水雾熄灭固体火焰的机理及其有效性 ,建立了单流低压细水雾灭火模拟实验平台 ,在 3m× 3m× 3m的受限空间中开展了一系列的灭火实验。实验过程中采用了两种不同功率的木垛火源 ,利用热电偶和红外热像仪对细水雾施加前后的火焰的温度场进行了实时观察研究 ,结果表明当细水雾的压力低于 0 .2 MPa时 ,细水雾不能有效地扑灭木垛火 ,当细水雾的压力较低时 ,喷嘴距火焰表面的距离和细水雾施加的流量是影响细水雾灭火有效性的关键因素 ;同时 ,功率越大的木垛火 ,越易被细水雾扑灭。     

富氧舱室环境火灾特性模拟

针对现代舰船通常装备供氧系统的现实情况,选取舱室中普遍使用的聚氯乙烯材料作为舱室固体可燃物的代表,开展氧气泄漏造成的富氧环境对舱室火灾特性影响的FDS仿真研究。设计舱室火灾系列实验和细水雾灭火效能系列实验,分析PVC火源的热释放速率、舱室温度、烟气能见度以及细水雾对火灾抑制作用,并提出这些变化是氧气浓度增加、氧气的冷却作用和舱室压力上升共同作用的结果。     

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.     

细水雾熄灭受限空间油池火主导机理分析

通过对细水雾熄灭油池火实验过程中温度场的分析，得出了池火火焰存在核心反应区、通风控制区和燃料控制区。通过对烟气成分和池火燃烧熄灭过程中的能量分析可知，细水雾吸热膨胀、稀释氧气和窒息对熄灭油池火所起的作用非常微弱。细水雾对油池火的作用过程可分为主导机理不同的两个阶段，初期主导机理为气相冷却和衰减热辐射，后期主导机理为表面冷却。