多組分壓縮空氣泡沫特性表征及滅火有效性實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、傳統(tǒng)的鹵代烷滅火劑對大氣臭氧層有嚴(yán)重的破壞作用，自蒙特利爾公約簽訂以來，尋找合適的鹵代烷替代物已經(jīng)成為國際火災(zāi)科學(xué)研究的當(dāng)務(wù)之急。作為哈龍?zhí)娲较蛑唬咝А⒐?jié)水、穩(wěn)定、對環(huán)境友好的壓縮空氣泡沫滅火技術(shù)具有眾多優(yōu)勢，使得它適用于各種類型的大規(guī)模火災(zāi)撲救，因此備受全球各國的重視，并成為當(dāng)今國際火災(zāi)安全技術(shù)前沿的研究熱點(diǎn)之一。本文發(fā)展了一種基于A、B類綜合滅火效果，具有物理、化學(xué)耦合滅火效應(yīng)的環(huán)保型泡沫滅火劑配方，通過實(shí)驗(yàn)手段系統(tǒng)的研究了影

2、響壓縮空氣泡沫滅火有效性的一些重要因素，表征了該配方下壓縮空氣泡沫的一些重要特性參數(shù)，利用實(shí)驗(yàn)方法研究了泡沫在可燃液體表面的覆蓋動(dòng)態(tài)過程，并對B．Persson的簡化模型進(jìn)行了有效性驗(yàn)證。 本文首先建立了一套實(shí)驗(yàn)用壓縮空氣泡沫滅火系統(tǒng)(CAFS)，研究表明：混合腔放置方向?qū)Τ膳葙|(zhì)量具有重要影響，此外混合腔采用同軸結(jié)構(gòu)，并利用細(xì)小的混合顆粒時(shí)混合效果更加。CAFS氣液流量比在一定范圍內(nèi)與擴(kuò)張率相等，而超過此范圍后，隨氣液流量比增加

3、擴(kuò)張率反而有所降低。 其次本文設(shè)計(jì)了一種具備A、B類火綜合滅火效果的清潔高效多組分壓縮空氣泡沫(MC-CAF)配方，該配方下的壓縮空氣泡沫在木垛火滅火時(shí)間上與傳統(tǒng)A類泡沫性能相近；在油火滅火時(shí)間上與傳統(tǒng)水成膜泡沫性能相當(dāng)。 繼而特性表征的實(shí)驗(yàn)表明本文MC-CAF的溶液表面張力系數(shù)隨著濃度的增加而下降，從一個(gè)很低的濃度開始，表面張力有一個(gè)劇烈的從高到低的跳變過程，濃度超過這個(gè)值之后，表面張力降低的趨勢開始逐漸變緩，濃度大于

4、1％的時(shí)候，表面張力降低到20mN/m以下，提高溫度溶液表面張力基本線性下降；隨濃度增加，溶液粘度基本呈線性增長，比濃粘度則隨濃度的增大呈下降趨勢，溫度越高，粘度越??；泡沫析液開始前有一段時(shí)間延遲，析液開始后存在一短時(shí)間的析液速率峰值，峰值過后析液速率才開始逐漸降低并在后期趨近于0，溶液濃度的變化對泡沫析液過程影響很大，增大溶液濃度則最大泡沫析液速率、析液速率常數(shù)都呈指數(shù)衰減趨勢而50％析液時(shí)間呈指數(shù)上升趨勢；較低濃度下的氣泡尺寸增長速

5、度大于較高濃度下的增長速度而泡沫的生成尺寸隨氣液流量比和工作壓力的增大均為遞減趨勢；本文MC-CAF溶液具有良好的鋪展性，小于4％濃度時(shí)鋪展速度稍快于傳統(tǒng)水成膜的鋪展速度，大于4％時(shí)，鋪展速度的上升率明顯高于傳統(tǒng)水成膜，鋪展量先隨濃度的增加而降低，大于3％之后，鋪展量逐步上升，到9％左右，鋪展量達(dá)到極值并再次下降；降低泡沫擴(kuò)張率、增加泡沫層厚度可提高輻射阻隔效率、延長泡沫抗燒時(shí)間，而過低擴(kuò)張率(<5)時(shí)泡沫對固體可燃物的保護(hù)能力有所降低

6、。 接著通過實(shí)驗(yàn)手段本文研究了多組分壓縮空氣泡沫在油池表面覆蓋的動(dòng)態(tài)過程，進(jìn)一步探索了MC-CAF抑制熄滅油池火的作用機(jī)理，并利用實(shí)驗(yàn)結(jié)果與B．Persson的簡化模型進(jìn)行了對比，檢驗(yàn)了其有效性范圍。 最后本文利用小尺度實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行了多組分壓縮空氣泡沫撲滅油池(柴油)火和固體(木垛)火有效性的實(shí)驗(yàn)研究，揭示了一些重要因素如工作壓力、溶液濃度、泡沫擴(kuò)張率、混合腔結(jié)構(gòu)、噴頭高度等對MC-CAF滅火有效性的影響規(guī)律，并進(jìn)行了理論