含添加劑細(xì)水霧滅A類(lèi)火實(shí)驗(yàn)研究

■ 趙俊青 沈陽(yáng)航空航天大學(xué)安全工程學(xué)院

各種滅固體火災(zāi)的方法中細(xì)水霧的應(yīng)用最為廣泛有效，細(xì)水霧系統(tǒng)作為主要替代鹵代烷系列滅火劑的滅火系統(tǒng)，是多年來(lái)國(guó)際上細(xì)水霧研究的熱點(diǎn)之一。本文通過(guò)對(duì)在受限空間內(nèi)使用無(wú)添加劑的細(xì)水霧與添加F-500和十二烷基苯磺酸鈉的細(xì)水霧進(jìn)行滅A類(lèi)火的對(duì)比實(shí)驗(yàn)（其中A類(lèi)火分別用木垛火與泡沫木垛混合火來(lái)模擬），對(duì)不同濃度添加劑對(duì)細(xì)水霧滅火機(jī)理和滅火效率的影響，以及含添加劑細(xì)水霧滅A類(lèi)火有效性和細(xì)水霧提高滅火效果的最佳濃度進(jìn)行分析。

一、試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷慕⒛Ｐ徒ⅰ?/h2>

在5 m×5 m×3 m的封閉空間中其頂部安有細(xì)水霧噴頭，噴頭距地面高2.8 m，其中細(xì)水霧滅火系統(tǒng)由水箱、水泵、壓力表、管道、細(xì)水霧噴頭等組成，其中噴頭采用的是上海金盾消防安全設(shè)備有限公司生產(chǎn)的X WT-B04細(xì)水霧噴頭。細(xì)水霧系統(tǒng)的搭建如圖1所示。本次實(shí)驗(yàn)火場(chǎng)空間見(jiàn)圖2，火場(chǎng)空間的門(mén)高2 m，實(shí)驗(yàn)時(shí)火場(chǎng)空間內(nèi)的環(huán)境溫度為20℃，相對(duì)濕度52%。用此封閉空間來(lái)模擬火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)，進(jìn)行火災(zāi)的引燃及熄滅實(shí)驗(yàn)用所測(cè)得的數(shù)據(jù)對(duì)比來(lái)得出我們想要的結(jié)論。

圖1 細(xì)水霧發(fā)生裝置結(jié)構(gòu)示意圖

圖2 火場(chǎng)空間

為了確定一個(gè)對(duì)于實(shí)驗(yàn)比較合適的壓力，分別選取4 Mp a，7 Mp a，10 Mp a這三個(gè)壓力滅木垛火比較滅火的情況，三個(gè)壓力下的滅火時(shí)間見(jiàn)表1。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)能夠看出當(dāng)壓力為7 MP a時(shí)的滅火時(shí)間最長(zhǎng)，為了使對(duì)比無(wú)添加劑細(xì)水霧和含添加劑細(xì)水霧滅火效果在滅火時(shí)間的反應(yīng)上更加明顯，本實(shí)驗(yàn)選取7 MP a的壓力做實(shí)驗(yàn)。

表1 不同作用壓力下木垛火滅火時(shí)間

二、結(jié)果與討論

1.無(wú)添加劑細(xì)水霧作用下實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及結(jié)論

表2 無(wú)添加劑細(xì)水霧作用下實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

根據(jù)實(shí)驗(yàn)所得的熱電偶數(shù)據(jù)，應(yīng)用origin軟件將空燒木垛與木垛泡沫混合火的熱電偶數(shù)據(jù)繪制成如圖3和圖4所示；

圖3 無(wú)添加劑細(xì)水霧滅木垛火的溫度-時(shí)間變化曲線

圖4 無(wú)添加劑細(xì)水霧滅木垛泡沫混合火的溫度-時(shí)間變化曲線

通過(guò)以上分析可知：在細(xì)水霧滅A類(lèi)火的實(shí)驗(yàn)研究中主要的考核參數(shù)是火焰的熄滅時(shí)間，熄滅時(shí)間是指從細(xì)水霧開(kāi)始施加到固體試樣表面至明火消失的時(shí)間間隔。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以得出無(wú)添加劑細(xì)水霧滅木垛火的滅火時(shí)間為120 s，無(wú)添加劑細(xì)水霧滅木垛泡沫混合火的滅火時(shí)間為70 s，根據(jù)圖像可以看出細(xì)水霧滅木垛火有復(fù)燃的現(xiàn)象，而細(xì)水霧滅木垛泡沫混合火無(wú)復(fù)燃的現(xiàn)象。熱電偶5的溫度相對(duì)較高即木垛中心溫度較高，熱電偶5處于木垛中間是五個(gè)熱電偶的最下面，當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時(shí)熱空氣上升，但是滅火時(shí)細(xì)水霧將熱空氣壓到下方所以熱電偶5的溫度在滅火時(shí)溫度依然會(huì)保持一段時(shí)間甚至有上升趨勢(shì)，然后在細(xì)水霧的持續(xù)滅火下溫度再下降。

根據(jù)圖像還可以看出點(diǎn)燃火后溫度逐步升高，當(dāng)施加細(xì)水霧后，由于水滴在火焰區(qū)蒸發(fā)，水霧的平均滴徑越小，蒸發(fā)量越大，蒸發(fā)過(guò)程中吸收大量的熱量，是火焰溫度下降。并且細(xì)水霧霧滴的蒸發(fā)會(huì)使火焰區(qū)域的氧氣濃度降低，抑制了木垛的燃燒，一些較大滴的細(xì)水霧液滴會(huì)穿過(guò)火焰滴落在木垛的表面，因?yàn)槟静娜紵砻鏈囟雀咚砸旱螘?huì)繼續(xù)蒸發(fā)，這樣會(huì)降低木垛的表面溫度，也會(huì)有助于滅火。

2.含F(xiàn)-500細(xì)水霧作用下實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及結(jié)論

表3 含F(xiàn)-500細(xì)水霧作用下滅木垛火實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

根據(jù)實(shí)驗(yàn)所得的熱電偶數(shù)據(jù)，應(yīng)用origin軟件將所保存的含F(xiàn)-500的細(xì)水霧滅木垛火的熱電偶數(shù)據(jù)，繪制成圖（如圖5、圖6所示）。

圖5 含1.5%F-500濃度下的細(xì)水霧滅木垛火的溫度-時(shí)間變化曲線

圖6 含1.2%F-500濃度下的細(xì)水霧滅木垛火的溫度-時(shí)間

通過(guò)以上分析可知：根據(jù)實(shí)驗(yàn)所得滅木垛火時(shí)含F(xiàn)-500細(xì)水霧的滅火時(shí)間對(duì)比無(wú)添加劑細(xì)水霧的滅火時(shí)間可見(jiàn)對(duì)于滅木垛火含添加劑細(xì)水霧的滅火效果要好于無(wú)添加劑細(xì)水霧的滅火效果，對(duì)于滅木垛火F-500最好的濃度為1.5%，但是木垛火會(huì)產(chǎn)生復(fù)燃……

含添加劑細(xì)水霧作為新的實(shí)驗(yàn)研究對(duì)于建筑防火有很大幫助，建筑防火設(shè)計(jì)中可以采用含添加劑細(xì)水霧來(lái)滅火提高滅火有效性來(lái)減少損失，提高滅火效率所以對(duì)細(xì)水霧的研究是有研究?jī)r(jià)值的，本文用F-500與十二烷基苯磺酸鈉兩種添加劑細(xì)水霧滅A類(lèi)火的有效性，得出以下結(jié)論：（1）細(xì)水霧對(duì)木垛火的明火滅火性能較好，不能夠有效抑制木垛陰燃現(xiàn)象，會(huì)復(fù)燃。（2）對(duì)比無(wú)添加劑細(xì)

三、結(jié)語(yǔ)

水霧的滅火時(shí)間和含添加劑細(xì)水霧的滅火時(shí)間得出F-500與十二烷基苯磺酸鈉兩種添加劑都能提高細(xì)水霧滅A類(lèi)火的有效性。（3）本文通過(guò)改變添加劑濃度，證實(shí)了不同濃度添加劑滅不同可燃物的滅火效果不同，其中F-500滅木垛火的最佳濃度是1.5%，滅木垛泡沫混合火最佳濃度是1.2%。十二烷基苯磺酸鈉滅木垛火的最佳濃度是1%，滅木垛泡沫混合火最佳濃度是0.7%。（4）根據(jù)實(shí)際應(yīng)用的成本和添加劑的濃度及其滅火時(shí)間所反映的滅火效果，十二烷基苯磺酸鈉的最佳濃度低于F-500的最佳濃度，效果好且價(jià)格低，所以實(shí)際應(yīng)用十二烷基苯磺酸鈉更適合做添加劑。（5）木垛泡沫混合火比木垛火的煙氣更濃且毒性更大。

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