固定式压缩空气泡沫灭火系统设计仿真研究

运用AMESim仿真软件建立仿真模型,验证了压缩空气泡沫固定式系统应用的可行性,并对影响固定式压缩空气泡沫灭火系统工程化设计的主导因素进行了分析研究.分析结果表明:模拟结果与试验结论具有一定的相似性;系统工程化设计中可忽略泡沫原液粘度的影响;泡沫混合比、气液比、管网管径等相关因素对系统工作性能的影响呈现一定的规律性,整个系统管网压力损失随泡沫混合比提高、气液比提高、管网管径变小而增大;模拟方式对系统工程化设计具有指导意义.     

大流量压缩空气泡沫炮可行性试验研究

通过改变炮口内径尺寸和气液比参数,开展了流量为2 000 L/min的压缩空气泡沫炮喷射试验,验证了研发大流量压缩空气泡沫炮的可行性。分析了影响压缩空气泡沫炮流量、射程和泡沫性能的影响因素。结果表明:提高泡沫溶液流量和气液比可以增加泡沫射程;泡沫溶液流量与炮口内径尺寸存在最佳配比关系;在一定范围内,提高气液比可以提升泡沫性能,提出了压缩空气泡沫炮适宜的气液比为5∶1～10∶1。研究为大流量压缩空气泡沫炮的研发提供了理论支撑。     

某换流变压器压缩空气泡沫灭火系统管网输送特性研究

为了深入研究压缩空气泡沫灭火系统（CAFS）管网内多相流体输送特性，利用Fluent数值模拟软件,对保护换流变压器的某压缩空气泡沫灭火系统整个管网流动输送过程进行了仿真计算。在保证数值模拟准确性的基础上，分析了管网中直管段、弯头、三通等典型区域处的流体表观黏度与压力变化。研究发现，管网内流动的压缩空气泡沫流体由于其自身参数在流动过程中会发生变化，管网的压降变化会受到发泡倍数和流量等多种因素的影响。     

消防车供液管路压力损失仿真研究

为研究消防车供液时泵室管路中的压力损失,以压缩空气泡沫消防车AP80管路为原型,建立了消防车管路的AMESim模型。纯水和压缩空气A类泡沫液分别由两种不同性质的流体代替;离心水泵由恒流源代替;出口压力以及流量大小为消防车在额定工况下的压力和流量。得出压力损失与流量的关系,供水管路和回流管路流量分配关系。通过仿真试验,得到减小压力损失的管路直径优化方案以及合理操作方式。     

压缩空气泡沫管内流动特性分析

参考两相流流型的划分方法,给出了压缩空气泡沫流型的类型。搭建实验平台,观察不同工况下压缩空气泡沫在管内的流态特征,分析流速、气液比对流态的影响。结合泡沫流动特性,选取幂律模型描述泡沫的流动,通过理论分析得出了模型参数的算法,确定摩阻系数及压力损失的计算方程。研究成果可为固定压缩空气泡沫灭火技术的工程应用提供一定的理论参考。     

大型原油储罐压缩空气泡沫系统设计仿真研究

将压缩空气泡沫系统引入现有储罐消防系统,针对10×104m3浮顶储罐设计了浮盘边缘式泡沫灭火系统。运用AMESim仿真软件建立仿真模型,验证了系统工作的可行性,并对泡沫溶液比例混合工作过程与气液比例混合工作过程进行了详细的研究。分析了系统泡沫出口管线直径大小与气体管线旁路节流阀流量系数对气液混合比与气液混合处的压力的影响。结果表明,旁路节流阀开口对整个系统压力与流量有重要影响,不同泡沫输送管线对应不同节流阀调节范围,并确定了在不用设定混合比例下节流阀的调节方式,为压缩空气泡沫系统在储罐上的应用与优化提供了重要的依据。     

气液比对水成膜泡沫灭火剂性能影响的实验研究

利用自主设计研发的气液两相泡沫枪按照国家标准对水成膜泡沫灭火剂的发泡倍数和析液时间与气液比间的关系,以及发泡倍数对灭火性能的影响进行实验研究。研究结果表明,随气液比增大,水成膜泡沫灭火剂的发泡倍数先快速增大后趋于稳定值;25%析液时间先增大后减小并最后趋于稳定值;同种水成膜泡沫灭火剂,发泡倍数对其灭火性能有显著影响。     

不同类型压缩空气泡沫灭隧道油池火性能比较

通过模拟隧道油池火灭火实验,研究自主研发的隧道用A类泡沫灭火剂和AFFF泡沫灭火剂对4.65 m~2汽油池火的灭火性能,分析灭火机理。结果表明,在供给强度为5 L/(min?m~2)、气液比14/1条件下,压缩空气泡沫系统结合A类泡沫灭火剂或AFFF泡沫灭火剂的灭火时间均不超过30 s,泡沫稳定,不发生复燃。压缩空气AFFF泡沫的控灭火时间比压缩空气A类泡沫少30%,但压缩空气A类泡沫稳定性更好,其25%析液时间约是压缩空气AFFF泡沫的1.5倍。压缩空气AFFF泡沫兼具泡沫和水膜双重灭火作用,而压缩空气A类泡沫仅依靠泡沫灭火;不同类型压缩空气泡沫对于隧道内高温烟气层扰动都很小,不影响人员疏散。     

抗溶泡沫液黏度对比例混合装置混合比影响的研究

针对一些工程使用抗溶泡沫液时泡沫灭火系统无法足量抽吸泡沫液的问题,采用6%型和3%型抗溶水成膜泡沫液、3%型低黏度抗溶氟蛋白泡沫液,对泡沫液泵和囊式压力比例混合装置进行试验,研究泡沫液泵在输送抗溶泡沫液时的压力-流量特性及黏度对囊式压力比例混合装置混合比的影响。结果表明,泡沫液泵对不同黏度的泡沫液可完成输送,但输送高黏度泡沫液时,泵的流量会低于额定值,建议考虑一定的裕量;囊式压力比例混合装置使用高黏度泡沫液时,在低流量的情况下,混合比会出现低于额定值的情况。选用添加黄原胶的蛋白类抗溶泡沫液时,建议泡沫液的储存温度不低于15℃,泡沫液泵的抽真空能力不小于0.06 MPa。     

大流量液氮泡沫灭火装备在化工园区的应用研究

介绍了液氮泡沫灭火技术原理,研究了液氮泡沫发泡倍数、析液时间、微观状态等,搭建了泡沫长距离输送管路系统,研究了液氮泡沫的长距离输送性能,通过多尺度储罐灭火实验验证了液氮泡沫灭火能力。实验表明：液氮泡沫的气泡直径在20~50 μm,气泡直径相对均匀;发泡倍数在7~8,25%析液时间在3~5 min。液氮泡沫可在消防带内输送1 000 m,无析出分层,泡沫性能保持不变。液氮泡沫较压缩空气泡沫的灭火能力提升1.6倍以上,较吸气式泡沫的灭火能力提升2.5倍以上。该大流量液氮泡沫灭火系统可用于扑救大型储罐火灾、地面池火、流淌火及大型生产装置立体火灾等。     

压缩空气泡沫灭火系统在罐区的应用探讨

利用压缩空气泡沫灭火试验装置在油槽与大型地面油池上对其冷态喷射与灭火性能进行了研究,分析了压缩空气泡沫在液面上的流动距离、灭火时间与泡沫混合液供给强度的关系。结果表明:在相同压力下,泡沫混合液流量增大28%后,泡沫层在液面上的流动速率可提高64%,灭火时间可缩短40%;在灭火过程中,泡沫损耗率约占泡沫喷射总量的50%,燃烧面积越大,所需泡沫混合液的供给强度越高。以5 000m3油罐为例提出了泡沫灭火系统的实施方案。     

压缩空气泡沫固定管网灭火系统

压缩空气泡沫（CAF）是将一定比例的压缩空气注入到泡沫溶液射流中，经撞击混合后形成的一种泡沫灭火剂。CAF灭火系统是一种高能量泡沫产生系统，产生的泡沫细小而均匀。CAF固定管网灭火系统能直接向火场输送高能量的泡沫。     

上倾管道充气排液过程两相流动特性

在直径为40 mm、倾斜角为20°的管道内,以空气、水为试验介质,利用高速摄影仪和数据采集仪对上倾管道充气排液过程气液两相流动特性进行研究。建立跟随气泡和领先气泡速度比与气泡距离的关系,对比不同入口气体流速下管道内部压力、流量、气泡变化特性。结果表明,充气排液过程分为4个阶段,气体侵入和气液喷发阶段是气液混合物产生阶段,此阶段上倾管内流型以段塞流为主。管道底部压力和出口流量随气体流速的增大而增大,排空时间随气体流速的增大而减小。气体侵入过程气泡呈合并趋势,入口气速越大气泡越长,形状越不规则,领先气泡的速度和液体速度呈线性关系。Hout公式与本文中拟合公式最为接近。     

溶液除湿系统除湿性能实验研究

基于正交试验设计方法,对入口溶液质量分数、入口溶液温度、入口液气比、入口空气含湿量、入口空气温度这5个因素对出口空气含湿量的影响进行了实验研究.结果表明,除湿量受前4个因素的影响较显著,受入口空气温度影响较小;入口液气比较小时,除湿量随入口液气比的增大而增大,但当入口液气比大于1.5后,除湿量几乎不随入口液气比的增大而变化;对单位除湿量的影响程度由大到小为:入口空气含湿量、入口溶液质量分数、入口溶液温度、入口液气比、入口空气温度.     

远程遥控高效能消防炮

“远程遥控高效能消防炮”是国家“九五”科技攻关专题“地下与大空间建筑火灾灭火救援特种装备技术”的子专题,该子专题包括两项研究内容:压缩空气A类泡沫灭火装置的研究开发和远程遥控移动式消防炮的研究开发。1.压缩空气A类泡沫灭火装置本项目要求研究压缩空气的射流助推技术并开发压缩空气A类泡沫灭火装置的功能样机。在研究开发过程中,建立了固定式压缩空气A类泡沫灭火系统的试验装置,探索了A类泡沫的混合比、压缩空气流量与A类泡沫混合液的流量比例以及压缩空气压力与混合液流的压力关系,对喷射式样及喷射性能的影响。研制开发了与…     

过氧化氢泡沫洗消剂起泡性和稳定性研究

通过实验研究气液体积比对过氧化氢泡沫洗消剂起泡性和稳定性的影响,考察起泡性与稳定性的关系。结果表明,起泡性随着气液体积比增大先升高后降低,气液体积比为21时,起泡性最好,发泡倍数为18倍;泡沫稳定性随着起泡性升高先升高后降低,发泡倍数为14倍时,泡沫稳定性最好,25%析液时间为121 s;泡沫稳定性最好时,气液体积比为8.3和33.9。     

富水砂性地层盾构施工泡沫改良渣土渗透特性试验研究

针对在砂土、砂卵石地层盾构施工中易出现喷涌现象等问题,对取自广州地铁12号线某区间的泥质粉砂岩进行了泡沫改良渗透性试验。结果表明：渗透压差、泡沫注入率、发泡液浓度、土体含水率以及气液比对泡沫改良渣土的渗透性有不同程度的影响;压差越大、泡沫注入率和发泡液浓度越小,改良土体的抗渗性越差,存在临界压差(0.5bar),当压差超过临界压差后,改良渣土的抗渗性将大幅度降低;改良渣土的抗渗性随土体含水率升高呈先增大后减小的变化特征,随气液比的增大呈先减小后增大的变化特征;在试验砂土级配下,最佳改良参数为：泡沫注入率40%、发泡液浓度3%、土体含水率6%、气液比10。研究成果可为地铁土压平衡盾构施工泡沫改良渣土提供理论和技术支撑。     

发泡网层数对水成膜泡沫灭火剂性能影响实验研究

基于自主研发的气液两相式泡沫枪,测试发泡网层数对水成膜泡沫灭火剂的发泡倍数和25%析液时间的影响,分析泡沫析液过程、发泡倍数对泡沫携液能力的影响,同时通过调节发泡网层数变动发泡倍数扑救航空燃油池火。结果表明,随发泡网层数的增加,发泡倍数和25%析液时间先增大后趋于稳定;泡沫携液能力随发泡倍数的增加而减小;发泡倍数越高,灭火效果越好,17倍时比5倍时的灭火时间缩短近70s。     

固定式压缩空气泡沫系统单喷头喷洒特性及灭火效能

对5 种典型结构喷头进行了单喷头喷洒压缩空气泡沫和纯水试验,对喷洒介质在底面上的密度分布以及喷洒的泡沫25%析液时间进行比较分析。研究发现,喷头结构类型和流动参数都会影响泡沫析液特性,喷头内部旋芯会使泡沫稳定性降低;下垂式水喷头的底面分布均匀性较好,而扰流喷头和两种七孔喷头的底面分布均匀性相对较差,且下垂式水喷头和扰流喷头在更高的压力和流量条件下的底面分布均匀性降低;同时,压缩空气泡沫系统的喷头选型可以在一定程度上参考相应喷头的喷水特性。选用最优性能参数喷头,建立火灾模型,开展固定式压缩空气泡沫系统全尺寸变压器热油火灾试验,验证喷头与固定式系统的适配性。     

压缩空气泡沫灭浮顶罐密封圈火灾性能研究

为了评估压缩空气泡沫系统用于浮顶罐的技术可行性，通过足尺灭火试验，研究不同供给强度和不同气液比下压缩空气泡沫对浮顶罐密封圈火灾的灭火性能，提出适宜的灭火应用参数。结果表明：在泡沫溶液供给强度为3.4 ~8.0 L/（min·m²）条件下，采用罐壁式压缩空气泡沫释放装置可以快速有效扑灭浮顶罐密封圈火灾，且不发生复燃；泡沫溶液供给强度越大，控灭火速度越快；气液比在8:1~12:1时对控灭火速度略有影响。建议实际工程中泡沫溶液供给强度不低于5 L/（min·m²），气液比不低于8:1，持续供泡时间不低于15 min。