受限空间内细水雾熄灭油池火过程发生强化火焰现象的机理研究

摘要

细水雾灭火是现在消防领域研究热点，随着研究的不断深入，出现了越来越多与“细水雾灭火”相关的研究点，形成了庞大的研究网络。细水雾以其无污染、灭火迅速、耗水量低、介质低廉、对防护对象破坏性小等特点，被视为哈龙的主要替代物。 作者在进行细水雾灭油池火过程中，发现在细水雾释放初期发生了明显的火焰变明亮、火焰尺度变大、火焰场膨大的强化现象。细水雾出现强化现象的产生主要原因有四点：一是细水雾卷吸空气对火焰的影响，雾滴能够带入大量的空气对火场产生影响；二是液体混合后在共沸的作用下导致蒸汽压发生偏差对燃烧产生影响以及扬沸对火焰场产生的影响；三是细水雾施加初期，细水雾与火焰产生的烟气中的粒子发生如水煤气反应的化学变化，增大可燃物的浓度从而对火焰产生影响；四是因为细水雾装置产生的雾滴粒子可能撞击油盘，造成燃料的飞溅，从而增强燃烧强度。本文设计采用双流双管细水雾系统和析出式细水雾系统进行灭火实验，并设计了一套新的实验箱体，并对课题组自主设计制造的细水雾发生装置进行了必要的改善。本文主要采用了控制变量的方法分别设计冷态实验和热态实验，探究了细水雾灭火系统雾化喷嘴的雾化特性，选用无水乙醇、柴油、汽油三种常见的燃料在不同工况下进行灭火实验，且加入纯二氧化碳灭火和细水雾灭木垛火实验，发现受限空间内空气卷吸对于火场的扰动作用是引起细水雾灭火过程中发生火焰强化的主要原因。

目录

声明

第一章 绪论

1.1课题研究背景与意义

1.1.1火灾与灭火剂

1.1.2 哈龙灭火剂替代物

1.1.3 细水雾的产生和发展

1.2国内外相关研究

1.2.1国外研究

1.2.2国内研究

1.3本论文主要内容

第二章 细水雾介绍及细水雾灭火机理

2.1 细水雾的定义及分级

2.2 细水雾的特性参数

2.2.1细水雾雾化锥角

2.2.2 细水雾雾动量

2.2.3 细水雾粒径分布

2.2.4 细水雾雾通量

2.3 细水雾灭火效果的主要影响因素

2.4 细水雾系统的分类

2.5 细水雾灭火机理

2.5.1 冷却作用

2.5.2 窒息作用

2.5.3 阻隔热辐射作用

2.5.4 抑制作用

2.6 细水雾雾化技术

2.7 本章小结

第三章 实验系统

3.1 引言

3.2 实验燃料

3.3 实验箱体

3.4 细水雾生成装置

3.4.1 储液瓶和储气瓶

3.5 高速摄像仪

3.6 热释放速率

3.6.1 质量损失法

3.6.2 等温复现法

3.6.3 绝热箱法

3.6.4 耗氧法

3.7 雾化喷嘴结构

3.8 本章小结

第四章 细水雾冷态实验

4.1引言

4.2准备工作

4.3设计冷态实验

4.3.1喷嘴雾化特性实验

4.4 本章小结

第五章 小箱体细水雾灭火实验

5.1细水雾直喷酒精火焰实验

5.2细水雾直喷汽油火焰实验

5.3 细水雾直喷柴油火焰实验

5.4 本章小结

第六章 大箱体细水雾灭火实验

6.1 细水雾熄灭酒精火实验

6.2 细水雾熄灭柴油火实验

6.3 细水雾熄灭汽油火实验

6.4 二氧化碳灭火实验

6.5 细水雾灭木垛火实验

6.6 细水雾灭火中空气卷吸影响分析

6.7 本章小结

第七章 结论

7.1本文主要结论

7.2工作及展望

参考文献

攻读硕士学位期间所取得的相关科研成果

致谢