高效环保型水系灭火剂研究

摘要

本文研究了一种高效环保型水系灭火剂的配方，分别从冷却、窒息、覆盖、阻燃、抗冻功能组分的角度试验筛选最优配比，配制成水系灭火剂溶液。按照国家标准GB17835-2008的规定测试其理化性能，并对其热分解性能进行测试，进一步验证配方中各组分的功能。在应用方面，与某日本产水系灭火剂、国内某一种水系灭火剂对比其对A类火、B类火的灭火效能，同时探索了本环保型水系灭火剂在K类火和危险品火灾，如:硝化棉、钨系延期药着火中的应用。最后用火灾动力学模拟软件(FDS)模拟了A类火的灭火过程，得出的结论如下:
　　 (1)按配方比例配制的水系灭火剂，测试的理化性能均符合标准规定，凝固点可达到-15℃，pH值为8.05，表面张力为21.2mN/m，冻结溶化后无可见分层和非均相。灭火产生的泡沫在45分钟内基本无变化，能够达到很好的覆盖效果。热重-差示扫描量热分析联用(TG-DSC)测试其热分解过程表明，该水系灭火剂吸热量较大，质谱-红外联用(MS-FTIR)测试结果显示水系灭火剂在热分解过程中生成水蒸气、二氧化碳、氨气等阻燃气体，可以充分发挥灭火作用。
　　 (2)在灭A类火和B类火的试验中，本水系灭火剂的灭火效果优于日本灭火剂和国内灭火剂，同时也可用于K类火、硝化棉、钨系延期药的灭火。
　　 (3)利用FDS软件确定房间和网格尺寸，建立了灭火空间模型，并设置火源、热电偶、喷淋装置来模拟A类火的灭火过程。结果表明，水喷淋的方式可以有效的扑灭A类火，而且流量越大，灭火时间越短，效果越好，当流量增大到10L/min时对灭火效果已再无影响。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 消防燃烧理论

1．3 火灾类型及灭火剂简介

1．3．1 气态灭火剂

1．3．2 固态灭火剂

1．3．3 液态灭火剂

1．4 水系灭火剂国内外研究现状

1．4．1 国内研究现状

1．4．2 国外研究现状

1．4．3 液体灭火剂机理研究现状

1．4．4 存在的问题

1．5 本论文的主要研究内容

2 水系灭火剂配方设计及性能测试

2．1 配方设计依据

2．2 冷却窒息功能组分设计

2．3 隔离功能组分设计

2．3．1 单一表面活性剂泡沫性能研究

2．3．2 表面活性剂复配

2．4 阻燃功能组分设计

2．5 抗冻功能组分设计

2．6 水系灭火剂性能测试

2．6．1 水系灭火剂理化性能

2．6．2 水系灭火剂泡沫热稳定性

2．6．3 水系灭火剂热分解性能

2．7 小结

3 水系灭火剂的应用研究

3．1 测试原理及方法

3．1．1 灭火试验模型

3．1．2 火焰温度测量

3．1．3 灭火过程动态显示与记录

3．1．4 灭火效果评定标准

3．2 A类火灭火试验及效果

3．2．1 A类火灭火试验

3．2．2 灭火效果对比试验

3．3 B类火灭火试验及效果

3．3．1 B类火灭火试验

3．3．2 灭火效果对比试验

3．4 K类火灾应用探索

3．4．1 K类火灾特点及适用的灭火剂

3．4．2 实验室试验研究

3．4．3 灭火过程分析

3．5 烟火药剂灭火的应用探索

3．5．1 硝化棉着火的试验研究

3．5．2 钨系延期药着火的试验研究

3．6 小结

4 A类火数值模拟研究

4．1 FDS软件简介

4．2 实验方案设计

4．2．1 火灾场景设置

4．2．2 参数设置

4．3 模拟结果与分析

4．3．1 燃烧状况图

4．3．2 温度截面图

4．3．3 气体浓度截面图

4．3．4 火焰平均温度图

4．4 小结

5 结论

5．1 主要结论

5．2 工作展望

致谢

参考文献

附录