细水雾对障碍物挡板火灭火有效性的实验研究

在不同障碍物挡板阻隔条件下，就细水雾对油池火的灭火效果进行了实验研究，分析了不同空间位置的障碍物挡板对细水雾灭火效果的影响，采用FDS40对细水雾与不同类型障碍物挡板油池火的相互作用过程的模拟结果表明：障碍物结构与类型影响着细水雾直接作用于油池火上方的水雾通量，油池火上方的水雾卷吸量越大，细水雾对障碍火的灭火效果越明显。     

细水雾抑制熄灭障碍物油池火的有效性研究

传统水喷淋灭火系统很难扑救有障碍物遮挡的火焰。针对障碍物油池火进行了全尺寸细水雾灭火有效性的实验研究，深入了解障碍物存在时细水雾对油池火的抑制熄灭作用，同时研究了障碍物与火焰的相对位置、细水雾的工作压力、雾通量、喷头距火焰垂直距离及水平距离等关键因素对灭火有效性的影响，分析了障碍物存在时细水雾的灭火特性，揭示了实验中某些工况下不能扑灭火焰的原因，为细水雾的实际工程应用提供了科学的参考依据。     

新型细水雾添加剂的制备及其灭火性能评价

在研究传统细水雾添加剂的基础上,取长补短,采用物理工艺制备出新型复合添加剂,针对典型火源(酒精池火、煤油池火与木垛火),改变添加剂浓度开展了一系列灭火实验。结果表明:新型复合添加剂显著增强了细水雾的灭火性能,可提高灭火时间5~8倍。随着细水雾中添加剂含量的不断增加,油池火的灭火时间呈现出先快速下降,而后略微增长的趋势;而木垛火的灭火时间表现为平缓下降,并趋于稳定。含新型复合添加剂的细水雾灭火是物理化学复合作用机制,但主导灭火机理是燃料表面的冷却与隔离作用。     

新型细水雾添加剂成分对灭火性能影响研究

为研究自制细水雾添加剂中主要成分对灭火性能的影响,在开放空间,进行了不同工作压力、不同浓度、不同燃料条件下含添加剂细水雾的灭火研究,实验获取了灭火时间、火焰形态、火焰温度等灭火参数。通过对柴油和汽油两种不同燃料的灭火实验发现,使用含添加剂的细水雾对低沸点、高蒸发速率的汽油灭火效果同样较好。根据加入不同浓度的氟表面活性剂的实验结果比照发现,氟表面活性剂是自制添加剂中起到主要提升灭火性能作用的物质,它通过改变细水雾物理性质使加入自制添加剂的细水雾的灭火性能显著提高。对比调整自制添加剂各物质含量的实验数据,进一步确定添加剂各成分最佳灭火性能浓度。     

立堵截流戗堤堆石分叉特性研究

通过模拟实验进行了细水雾作用下不同固体材料表面火蔓延特性的小尺度实验研究。实验在小型风洞中进行，在有细水雾和无细水雾作用的情况下，分别在不同来流速度条件下深入研究了4种典型固体材料表面火蔓延的规律，定性的描述了细水雾对不同固体材料表面火蔓延的抑制作用，通过比对分析，揭示了细水雾作用下不同类型固体材料表面火蔓延的变化规律，为细水雾的实际工程应用提供参考。     

油池火中细水雾强化火焰现象的研究

细水雾与油池火相互作用之初往往会使燃烧剧烈，强化火焰。实验研究与理论分析表明，雾滴在可燃物表面蒸发是造成这种现象的主要原因。通过改变燃料种类、喷头雾特性参数等实验工况发现火焰强化程度主要决定于燃料的挥发性以及雾滴的直径、速度等参数。而在油盆中加水后燃料表面温度降低、火焰功率下降，火焰强化现象随着加水量的增加而逐渐弱化乃至消失，细水雾系统的灭火时间也明显缩短。     

细水雾灭火技术在电气环境的研究与进展

介绍了细水雾的定义和主导灭火机理，对细水雾、水喷淋及气体灭火技术在电气环境的应用进行了比较，说明了细水雾用于电气环境火灾防治的优点及不足。结合前人实验结果系统地阐述了细水雾的导电性、细水雾作用下电气设备击穿强度变化规律、细水雾的滞空性及烟气冲刷能力。重点回顾了国际上细水雾用于计算机、程控交换机及发电机等电气设备火灾防护的可行性及有效性研究，描述了细水雾作用下带电工作的计算机、发电机、程控交换机等设备的稳定性和可靠性，讨论了雾滴粒径、雾滴速度、雾通量及障碍物遮挡程度等因素对扑灭电气火灾有效性的影响，介绍了国际上细水雾灭火技术在电气环境的应用现状。     

细水雾作用下固体表面火蔓延速度变化规律的小尺度实验研究

通过模拟实验进行了细水雾作用下不同固体材料表面火蔓延特性的小尺度实验研究.实验在小型风洞中进行,在有细水雾和无细水雾作用的情况下,分别在不同来流速度条件下深入研究了4种典型固体材料表面火蔓延的规律,定性的描述了细水雾对不同固体材料表面火蔓延的抑制作用,通过比对分析,揭示了细水雾作用下不同类型固体材料表面火蔓延的变化规律,为细水雾的实际工程应用提供参考.     

细水雾与热烟气相互作用数值模拟研究

使用CFD软件Fluent对火灾中热烟气与细水雾的相互作用过程进行了数值模拟研究。比较了灭火过 程中不同粒径细水雾在流场中的运动及其对灭火效果的影响,并研究了细水雾对着火房间火焰辐射的散射作用 及细水雾的聚合破碎过程对灭火效果的影响。模拟结果表明辐射是火灾中主要的热传递过程,粒径较大的水雾 比较容易离开回流区到达燃烧反应区。房间细水雾的通过吸收和散射作用减弱辐射强度,水雾在喷射初期可能 使燃烧速率增大,这些结果与实验事实相符     

细水雾与火灾烟气相互作用的实验和数值模拟研究

通过模拟实验研究了细水雾与火灾烟气的相互作用,揭示了细水雾作用下烟气温度及组分浓度的变化规律。同时利用FDS程序计算了细水雾作用下烟气温度和组分浓度随时间的变化规律,利用实验数据对计算结果进行了准确性验证。结果表明只要计算网格匹配合理,FDS可以较为准确地预测细水雾作用下烟气温度和组分浓度的变化规律。在实际的细水雾灭火系统工程应用中,可以利用FDS场模拟方法预测灭火过程中火场温度及组分浓度等特性参数的变化规律,这对灭火系统的优化设计具有一定指导意义。     

POSS/粘土/多壁碳纳米管杂化碳纳米纸基复合材料防火性研究

多壁碳纳米管(MWCNTs)、粘土和多面齐聚半硅氧烷(POSS)组成的杂化碳纳米纸是通过碳纳米管巴基纸制备工艺制备而成, 碳纳米纸可做为表面防火层与聚合物基复合材料共固化成型。利用场发射扫描电镜(FESEM)和BJH法分别对碳纳米纸和杂化碳纳米纸微观结构和平均孔径分布进行表征。利用锥形量热仪在热辐射功率50 kW/m²条件下分析外贴碳纳米纸复合材料及复合材料对比样的防火特性。燃烧实验结果表明: 碳纳米纸和杂化碳纳米纸作为防火层的复合材料的峰值热释放速率(PHRR)与复合材料对比样相比分别下降20.2%和35%, 同时CO释放量和烟释放量也明显降低。通过FESEM研究表明燃烧实验后外贴杂化碳纳米纸复合材料的燃烧残余物表面形成了一层致密的积炭物结构, 防火阻燃性能明显提高。     

Improved fire retardancy of thermoset composites modified with carbon nanofibers

Multifunctional thermoset composites were made from polyester resin, glass fiber mats and carbon nanofiber sheets (CNS). Their flaming behavior was investigated with cone calorimeter under well-controlled combustion conditions. The heat release rate was lowered by pre-planting carbon nanofiber sheets on the sample surface with the total fiber content of only 0.38 wt.%. Electron microscopy showed that carbon nanofiber sheet was partly burned and charred materials were formed on the combusting surface. Both the nanofibers and charred materials acted as an excellent insulator and/or mass transport barrier, improving the fire retardancy of the composite. This behavior agrees well with the general mechanism of fire retardancy in various nanoparticle-thermoplastic composites.     

羟基锡酸钴在软质聚氯乙烯中的高效阻燃消烟作用

通过共沉淀法制备了亚微米尺寸的羟基锡酸钴（CHS）阻燃剂,并将其应用于软质聚氯乙烯（PVC）中,制得CHS/PVC复合材料。采用极限氧指数仪（LOI）、锥形量热仪、TG和拉伸仪研究了CHS/PVC复合材料的阻燃性能、热稳定性和力学性能。结果表明,CHS可以有效提高CHS/PVC复合材料的阻燃性能,并对CHS/PVC复合材料的力学性能保护较好;与空白PVC相比,当CHS添加量（CHS与PVC质量比）为10%时,CHS/PVC复合材料的LOI增加了2.3%,热释放速率峰值和烟释放速率峰值分别下降了39.6%和57.4%。这主要是由于CHS受热后脱除的水具有冷却和稀释热量的作用;另一方面在燃烧过程中生成的CoCl₂可以有效催化PVC早期分解,形成更加致密且连续的残炭,从而有效抑制PVC的燃烧。      

Fire retardancy of clay/carbon nanofiber hybrid sheet in fiber reinforced polymer composites

In this paper, two kinds of clay/carbon nanofiber hybrid sheets containing 0.05 wt% and 0.20 wt% of Cloisite Na⁺ clay, were fabricated through a high-pressure filtration system. These sheets were integrated onto the surface of laminated composites like traditional continuous fiber mats through vacuum-assisted resin transfer molding process. The fire performance of the laminated composites was evaluated with cone calorimeter tests under an external radiant heat flux of 50 kW/m². Their residues were analyzed with scanning electron microscopy and thermal gravimetric analyses. It was found that the clay/nanofiber hybrid sheets survived on the combustion surface of composites and significantly reduced the heat release rate by 60.5%. The protective clay layer reduces the heat release rates and the nanofiber network reinforces the clay layer against the air bubbling and melt flow of the products degraded from the polymer resin. The clay/carbon nanofiber hybrid sheet combines the barrier and insulator effects of the clays with the re-emitting heat effect of carbon nanofibers on the combustion surface of composites.     

Improved fire retardancy of thermoset composites modified with carbon nanofibers

Abstract

Multifunctional thermoset composites were made from polyester resin, glass fiber mats and carbon nanofiber sheets (CNS). Their flaming behavior was investigated with cone calorimeter under well-controlled combustion conditions. The heat release rate was lowered by pre-planting carbon nanofiber sheets on the sample surface with the total fiber content of only 0.38 wt.%. Electron microscopy showed that carbon nanofiber sheet was partly burned and charred materials were formed on the combusting surface. Both the nanofibers and charred materials acted as an excellent insulator and/or mass transport barrier, improving the fire retardancy of the composite. This behavior agrees well with the general mechanism of fire retardancy in various nanoparticle-thermoplastic composites.     

Fire Retardancy of Natural Fibre Reinforced Sheet Moulding Compound

Due to environmental awareness and economical considerations, natural fibre reinforced polymer composites seem to present a viable alternative to synthetic fibre reinforced polymer composites such as glass fibres. This is a feasibility study to asses the potential application of natural fibre reinforced sheet moulding compound materials (NF-SMC) for the use in building applications, with particular emphases to their reaction to fire. The reinforcing fibres in this study were industrial hemp fibres. The cone calorimeter which asses the fire hazard of materials by Heat Release Rate (HRR) was used, radiant heat fluxes of 25 and 50 kW/m² were utilised to simulate an ignition source and fully developed room fire conditions respectively. The results acquired here demonstrate that the NF-SMC can compete with current building materials in terms of their fire behaviour. The peak heat release value for the fire retardant (FR) NF-SMC was 176 kW/m² conversely for a non-FR NF-SMC was 361 kW/m².     

细水雾作用下烟气组分浓度变化规律的模拟研究

在ISO 9705标准房间通过模拟实验研究了细水雾与火灾烟气的相互作用,揭示了细水雾作用下烟气中氧气、一氧化碳和二氧化碳浓度的变化规律,建立了氧气、一氧化碳和二氧化碳浓度与细水雾工作压力及风机速率的数学模型。实验发现当风机速率达到1.5 kg/s时烟气组分浓度变化规律发生突变,对这一现象进行了深入分析和解释。本文为细水雾技术用于火灾烟气抑制提供了必要的理论基础和科学的参考依据。