一种干粉灭火器驱动药块的研究

摘要

干粉灭火剂凭借灭火效率高、无毒无害、生产成本低、操作简单可靠等优势被广泛应用，取代了过去的“哈龙”灭火剂。
　　非储压式干粉灭火器通过药块燃烧产生的高压气体，将灭火干粉喷射到火区，从而灭火。喷出的干粉要有较快的流速和较大的流量。但燃烧过快，可能发生爆炸;过慢，干粉喷射无力。所以产气剂需具备单位质量产气量大、燃烧速度适中、燃烧温度低、残渣少、产气无毒、原料无毒、引火感度高、高低温耐受性好、易压制成形、机械强度高、能防潮。为此，本研究试验了不同氧差、KNO3粒度、添加剂和制造工艺等因素对药块燃烧的影响。
　　进行了喷粉灭火试验，并计算出干粉喷射速度以及干粉到达火盆时的散布面积。试验表明，内置120g干粉、12g药块的灭火装置，距300×300mm汽油火盆1米，扑灭时间不超过2秒，且未复燃。
　　本研究利用数码相机和高速摄影仪记录产气剂燃烧过程。实验表明，在氧差为-45～15的区间内，燃速呈先升高后降低的趋势，氧差为-20时燃速最大;燃速随着硝酸钾粒径的降低而升高;产气剂燃速受硝酸钾热分解速度影响，过渡金属或过渡金属化合物位于d轨道上的电子能够促进硝酸钾热分解时的电子转移，促进燃烧。
　　为分析药块燃烧性能，测试了药块产气量、防潮性以及耐高温和低温性。计算得出，产气剂每克药生成气体（标准状态下）0.115L;湿度为100％的环境下储存10昼夜后吸湿增量为0.84％，点火性能以及燃速不受影响;在-27℃～140℃的储藏环境下，点火性能和燃烧性能保持稳定;XRD试验表明，产气剂的固体燃烧产物主要是K2CO3、 KNO3、 K2O和C。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究背景和意义

1．2 国内外研究概况

1．2．1 国外研究现状

1．2．2 国内研究现状

1．3 主要研究内容

2 缓释型干粉灭火装置工作原理

2．1 火药驱动机理

2．1．1 火药燃烧理论

2．1．2 固相反应理论

2．1．3 火药能量理论

2．2 干粉灭火机理

3 产气剂配方成分的确定

3．1 氧化剂

3．1．1 氧化剂的选取原则

3．1．2 常见的氧化剂及其性能

3．2 可燃剂

3．2．1 可燃剂的选取原则

3．2．2 常见的可燃剂及其性能

3．3 粘结剂

3．3．1 粘结剂的选取原则

3．3．2 常见的可燃剂及其性能

4 产气剂的配方设计以及制备方法

4．1 产气剂配方设计

4．1．1 产气剂基础配方的配比计算

4．1．2 实验设备和原材料

4．1．3 产气剂的制备步骤

5 产气剂性能研究

5．1 对产气剂燃速的研究

5．1．1 氧差对产气剂燃速的影响

5．1．2 粒度对产气剂燃速的影响

5．1．3 添加剂对产气剂燃速的影响

5．2 产气剂产气量的测量

5．2．1 实验步骤和计算方法

5．2．2 实验结果和分析

5．3 产气剂吸湿问题的处理

5．3．1 吸湿性的测定方法

5．3．2 实验步骤

5．3．3 实验结果和分析

5．4 对产气剂抗高温性和耐低温性的研究

5．4．1 产气剂的抗高温性

5．4．2 产气剂的耐低温性

5．5 产气剂燃后残渣的分析

5．5．1 实验设备和步骤

5．5．2 结果分析

5．6 本章小结

6 灭火实验

6．1 点火具

6．2 灭火装置

6．3 灭火实验设计

6．4 实验结果和分析

6．4．1 灭火过程分析

6．4．2 干粉喷射剩余率

6．5 本章小结

7 结论与展望

7．1 结论

7．2 展望

参考文献

致谢

作者简介及读研期间主要科研成果