镁基S型气溶胶灭火剂配方设计及灭火机理研究

摘要

高效无毒的哈龙灭火剂因对臭氧层的严重破坏而被世界公约所禁止使用，热气溶胶灭火剂作为替代产品，具有灭火效率高、对臭氧层无破坏及生产成本低等优点。本研究目的是探索一种燃烧温度较低且燃烧性能稳定的S型高效热气溶胶灭火剂。
　　 在借鉴前人工作的基础上，分析了S型气溶胶灭火剂灭的优缺点。本研究首先对气溶胶灭火剂的主要组分进行了选择，得出以镁粉作为S型气溶胶灭火剂的可燃剂是可行的。然后以燃烧温度、灭火时间、燃烧残留率和残留腐蚀性为表征指标，应用氧平衡理论，通过实验确定氧化剂和可燃剂的配比，采用正交实验设计对粘结剂和改性剂的配比进行优化，确定镁基S型气溶胶灭火剂的最终配方。通过对研究的镁基S型气溶胶灭火剂的燃烧温度、灭火时间、燃烧残留率、残留腐蚀性和燃烧产物等参数进行测量，利用热分析仪研究了不同因素对药剂的燃烧性能影响，得出该配方具有较好的性能，良好的应用前景。
　　 另外，基于高速摄影法研究了气溶胶灭火剂的灭火机理，结果如下：燃烧后产生的固体微粒是灭火作用的主体；当固体微粒达到一定浓度后，火焰熄灭速率会大幅提高；影响灭火效率的主要因素是固体微粒沉降、扩散到有效灭火浓度的时间。

目录

文摘

英文文摘

声明

1.绪 论

1.1研究背景与意义

1.2气溶胶灭火剂简介

1.2.1灭火剂的分类

1.2.2灭火剂的优点

1.2.3气溶胶灭火剂的现状

1.3研究内容

1.4研究路线

2.气溶胶灭火剂的组分选择

2.1原材料的选择

2.1.1氧化剂的选择

2.1.2可燃剂的选择

2.1.3粘结剂的选择

2.1.4改性剂的选择

2.2镁基气溶胶灭火剂的可行性分析

2.2.1灭火剂的燃烧反应方程式

2.2.2产物中气体成分体积的计算

2.2.3产物中的固体质量

2.2.4配方气固比的计算和分析

2.3本章小结

3.镁基S型气溶胶灭火剂的实验设计

3.1试验的准备部分

3.1.1试验的药品和仪器设备

3.1.2试验中的表征方法

3.2镁粉含量和粒度的选择

3.2.1镁粉含量的选择

3.2.2镁粉粒度的选择

3.3其他组分的选择

3.3.1氧化剂的配比选择

3.3.2粘结剂的选择

3.3.3改性剂的选择

3.4粘合剂与改性剂配比的正交优化

3.5配方的氧平衡选择

3.6氧化剂与可燃剂的相容性试验

3.7本章小结

4.镁基S型气溶胶灭火剂的性能测试与研究

4.1灭火剂的性能测试

4.1.1燃烧温度的测量

4.1.2燃烧产物腐蚀性的测量

4.1.3灭火效率的测量

4.1.4燃烧产物的气相成分的测量

4.1.5燃烧产物的固相成分的测量

4.2不同因素对灭火剂燃烧性能的影响分析

4.2.1镁粉对灭火剂燃烧性能的作用研究

4.2.2氧化剂对灭火剂燃烧性能的作用研究

4.2.3氧平衡对灭火剂燃烧性能的作用研究

4.2.4改性剂对灭火剂燃烧性能的作用研究

4.3本章小结

5.灭火机理探讨

5.1吸热冷却机理

5.2化学抑制机理

5.3基于高速摄影法的灭火机理分析

5.3.1镁粉对灭火过程的作用分析

5.3.2硝酸钾对灭火过程的作用分析

5.4灭火固体微粒运动的理论探讨

5.5本章小结

6.结束语

致 谢

参考文献