全淹没细水雾灭火试验与数值仿真

摘要

水作为一种最常见的灭火剂,在生活中普遍应用。细水雾是一种经过特殊处理的水灭火剂,具有很多方面的优势。细水雾是一种对环境具有潜在优势的新型技术,对环境的亲和力强,灭火效率高。从1990年至今,细水雾逐步被用于船舶消防,各式各样的细水雾产品相继在实际运用中出现。由于细水雾设备的多样化,在选择设备时要对多种类型的喷头进行试验,以确定最优喷头。
　　本文首先对细水雾技术的研究背景和国内外研究现状进行了简单阐述;然后对细水雾的分类、细水雾的性能参数以及细水雾的灭火机理进行了详细描述;最后根据细水雾相关规范,按照要求制定了相应试验,根据试验结果评估不同喷头对应的全淹没细水雾系统的灭火效能,并选取了适用于500m3大空间火灾且消耗水量少、灭火效率高的全淹没细水雾喷头。根据试验数据进行FDS计算仿真,分析了细水雾对火灾环境各个参数(如氧气浓度、烟气浓度、一氧化碳浓度等)的影响。
　　在进行试验后,根据冷态试验得到的细水雾参数,利用Fire Dynamics Simulator(FDS)软件对全淹没细水雾灭火试验进行数值模拟,试验和模拟结果显示细水雾吸热汽化,稀释环境中的氧气,并且汽化的水分子还能起到隔绝燃料与氧气接触的效果,最终使得火源熄灭。在试验和模拟中,细水雾扑灭热释放率高的火源所用灭火时间比扑灭热释放率小的火源灭火时间短;对于相同热释放率的火灾,高压细水雾系统灭火时间与低压系统灭火时间相近,而高压系统较低压系统设计流量小,所以高压细水雾系统比低压细水雾系统更适合于消防水量受限制的环境。
　　根据FDS模拟结果显示细水雾在500m3大空间中能降低火灾环境的温度,能够稀释空间氧气浓度,它还具有增加火灾环境的烟气浓度,减少一氧化碳的生成,以及阻碍燃烧的进行的作用。

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第1章 绪 论

1.1 细水雾灭火系统研究背景

1.2 国内外研究现状

1.3 研究目的与研究内容

第2章 细水雾灭火系统简介

2.1 细水雾简介

2.2 细水雾灭火系统的应用

2.3 本章小结

第3章 试验细水雾喷头简介

3.1 自制高压细水雾喷头结构

3.2试验喷头参数

3.3 细水雾喷头冷态试验

3.4 本章小结

第4章 全淹没细水雾系统灭火试验

4.1 细水雾灭火试验条件设定

4.2 全淹没细水雾系统灭火试验

4.3 试验结果及分析

4.4 本章小结

第5章 全淹没细水雾灭火试验数值仿真

5.1 数学模型

5.2模拟与实验对比

5. 3 全淹没细水雾灭火系统对火灾的影响

5.4 不同流量细水雾对空间环境的影响

5.5 本章小结

结论

参考文献

致谢