密閉空間細水霧滅火實驗研究及安全性評估.pdf

1、細水霧由于其環(huán)境友好、滅火效率高、水漬損失小、取材方便等優(yōu)點，被認為是最優(yōu)的哈龍滅火替代技術(shù)，被廣泛應(yīng)用于各種場所，包括民用建筑、檔案館、圖書館、機房等。然而，對于細水霧應(yīng)用于載人航天器、深潛器、礦井救生艙等特殊密閉空間，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時，由于逃生困難或不可能，要求在高效滅火的同時，對設(shè)備和生命安全。目前，國內(nèi)外學(xué)者對密閉空間細水霧應(yīng)用的研究主要集中在滅火的有效性，而對于細水霧滅火過程中及滅火后對人員和設(shè)備影響的研究很少見相關(guān)報道。本文針對

2、密閉空間的細水霧滅火進行大量的實驗研究，并在此基礎(chǔ)上對其安全性進行評估。論文的主要研究內(nèi)容如下：
　　對細水霧滅火技術(shù)應(yīng)用于密閉空間時，燃燒過程的參數(shù)和對人員生命有影響的參數(shù)進行了分析。根據(jù)研究需要，對現(xiàn)有實驗臺進行了改造和升級。完成了受限空間和密閉空間實驗臺的搭建。受限空間實驗環(huán)境的尺寸較大，可以進行噴嘴的霧化性能測試，密閉空間實驗環(huán)境的尺寸較小，可以進行密閉空間各種常見火災(zāi)類型的模擬試驗。
　　噴嘴是影響密閉空間滅火效率

3、的關(guān)鍵元器件。本文對壓力旋流式噴嘴進行了理論分析與優(yōu)化改進設(shè)計。在噴嘴的研究中，首先對現(xiàn)有液體霧化機理理論進行了總結(jié)和分析，并進行了真空環(huán)境下的霧化實驗。發(fā)現(xiàn)壓力旋流式噴嘴在一定的真空度情況下（絕對壓力p=1000Pa），呈現(xiàn)噴霧角減小的趨勢。同時，對現(xiàn)有壓力旋流式噴嘴的設(shè)計理論進行了總結(jié)與優(yōu)化，提出了更為合理的流量系數(shù)和噴霧角的計算公式。以此為基礎(chǔ)，設(shè)計了兩組噴嘴（噴霧角不變改變流量；流量不變改變噴霧角）進行實驗驗證。結(jié)果表明，流量和

4、噴霧角的實測值與理論值比較接近，誤差在5％以內(nèi)。建立了霧滴在空氣的運動理論。分析了在不考慮霧滴蒸發(fā)形變的前提下，霧滴在層流、紊流及過渡流的運動時間和運動距離。此外，在單噴嘴理論基礎(chǔ)上，分析了組合噴嘴的設(shè)計過程，對組合噴嘴的關(guān)鍵參數(shù)（分布圓直徑和倒錐角）的確定進行了理論推導(dǎo)。
　　采用自行設(shè)計的兩組噴嘴，對密閉空間中常見的油類火、陰燃火和電氣類火進行了實驗研究，著重分析了滅火過程中氣體成分、熱量和環(huán)境溫度等參數(shù)的變化。在柴油火滅火實

5、驗中，選取了一部分滅火工況在受限空間進行，并與密閉空間實驗工況進行對比。此外，以陰燃火為模型，檢測了細水霧滅火過程中液體產(chǎn)物水質(zhì)參數(shù)，并分析了其對密閉空間目前常用水循環(huán)設(shè)施的影響。在電氣火實驗中，除進行了常見的電纜過載滅火實驗外，還進行了細水霧對于運行狀態(tài)中的電器設(shè)備的安全實驗。
　　采用昆明鼠為實驗對象，分別在自行燃燒、施加干粉滅火劑和施加細水霧三種工況下進行動物生命評估實驗。燃燒實驗?zāi)Ｐ桶埗饣?、柴油火和陰燃火。實驗結(jié)果表明

6、，不論干粉還是細水霧，在其施加后，若能有效撲滅火焰，均能降低煙氣生成量，減小對小鼠的影響。細水霧與干粉相比，對于以上三種燃燒模型，滅火時間沒有明顯的差別。在對小鼠的影響上，細水霧比干粉要小。表現(xiàn)在實驗結(jié)束時小鼠的行為特征以及后期飼養(yǎng)觀察期體重的變化。細水霧施加情況下，小鼠在實驗結(jié)束后，其行動更為活潑，而由于干粉細小的顆粒粉末會對小鼠有一定的窒息作用，干粉施加后小鼠行動相對遲緩。同時，細水霧施加后，飼養(yǎng)觀察期小鼠體重增加更為明顯。

7、　　對于細水霧應(yīng)用于以載人航天器、深潛器為代表的密閉空間，目前還不具備采用固定式系統(tǒng)的條件，針對此情況，本文研制了活塞式手提細水霧滅火器，該滅火器能有效的消除重力對水霧噴射過程的影響，極大地擴大了其應(yīng)用場所。該滅火器不僅可以應(yīng)用于居民樓、檔案圖、圖書館、機房等民用場所，還可以應(yīng)用于潛艇、深潛器、飛機、載人航天器等特殊密閉空間。同時，活塞式滅火器便于系列化設(shè)計與生產(chǎn)。目前對該滅火器進行了常規(guī)性能試驗、環(huán)境實驗、滅火性能試驗。實驗結(jié)果表明該