含能气体发生剂对超细灭火剂施放效果影响的研究

文章通过实验测定气体发生剂在密闭爆发器中的p-t曲线,观测灭火剂扩散云图、等效直径和外球壳破碎情况,研究了4种不同气体发生剂对超细灭火剂施放效果的影响。结果表明,气体发生剂的产气速率较快、产气量大时,灭火球外球壳碎片大小比较均匀一致,超细灭火剂在空间各方向的扩散分布也较均匀,空间扩散速度也越快。这些有利于超细灭火剂的全淹没灭火。

超细微粒灭火剂运动特性的数值模拟

为了研究超细微粒灭火剂的粒径与全淹没状态的关系,采用离散相模型和喷射速率模型对灭火剂颗粒的释放和流动过程进行数值模拟。分析粒径为1~12μm的超细微粒灭火剂在障碍物下的运动特点,并引入参考值R（t）和评估值A来定量评估1~12μm超细微粒灭火剂的运动特性。结果表明,1μm和4μm超细微粒灭火剂的运动特性相当,2μm超细微粒灭火剂的运动特性远好于其他级别微粒。粒径为6~8μm的超细微粒灭火剂的运动特性差别不大。粒径为2~6μm和8~12μm的灭火剂颗粒直径越小运动特性越好。综合评价得出2μm的灭火剂颗粒达到全淹没状态效果最好。

超细微粒灭火剂冷施放运动特性试验研究

通过激光测量微粒灭火剂释放后在受限空间内各点质量浓度随时间的变化。结果表明,超细微粒灭火剂在受限空间内的运动包括喷射运动和沉降扩散两个过程。前者灭火剂在驱动气流作用下在受限空间顶部、底部及墙壁处积聚,质量浓度较高。后者灭火剂微粒受重力作用发生沉降,同时在湍流气流作用下进行无规则扩散运动,在受限空间顶部质量浓度最低;在受限空间垂直方向的一半高度处,质量浓度较高且波动剧烈;在受限空间底部,当喷射结束后有一个短暂的质量浓度低谷,随着灭火剂微粒发生沉降,质量浓度逐渐升高。喷射压力及喷射质量对灭火剂的运动及质量浓度分布有一定程度的影响,压力过高或过低都会影响超细微粒灭火剂的全淹没灭火效果;喷射质量主要影响湍流驱动在初始阶段的支配地位,进而影响质量浓度大小及分布。喷射压力为1.0MPa,喷射质量为1 000 g时全淹没灭火效果最好。

超细磷酸铵盐微粒灭火剂与B类火作用的有效性研究

为研究超细微粒灭火剂的灭火能力,对NH4H2PO4质量分数为90%的ABC干粉进行超细化和表面改性,制得具有良好流散性的平均粒度在2～10μm的微粒灭火剂,然后将不同量的微粒灭火剂和一定压力的氮气一起充装于1L的贮压式灭火器中,然后在1m3灭火室内进行全淹没条件下的B类油火灭火试验。结果表明,粒度在4.11μm以下的微粒灭火剂能在空中滞留15min以上,并且其灭火质量浓度随着灭火剂的体积平均直径的减小而减少;微粒灭火剂的体积平均粒径为2.48μm时,其灭火质量浓度仅为59～64g/m3,平均灭火时间小于6s。超细微粒灭火剂具有良好的空间流动扩散能力,可用于全淹没火灾保护,作用于B类油火时,灭火质量浓度低且灭火时间短,灭火效率很高。

无火源施放后超细微粒灭火剂运动特性研究

超细微粒灭火剂施放后的运动过程直接影响其灭火效果。通过数值模拟及试验研究灭火剂微粒施放后的流动、扩散和沉降等运动特性。模拟结果表明,灭火剂微粒施放后,向下运动到灭火室底部并撞击后向侧壁运动,随后向顶部运动,易在壁面及壁面底角处聚集。试验表明,微粒的运动分喷射运动和沉降扩散2个过程。前者微粒在驱动气流作用下在灭火室顶部、底部及墙壁处积聚,浓度较高。后者微粒主要受重力作用发生沉降,并在湍流气流作用下进行无规则扩散运动,导致灭火室顶部浓度最低;在灭火室垂直方向的一半高度处,浓度较高但波动剧烈;在灭火室底部,当喷射结束后有一个短暂的浓度低谷,随着微粒发生沉降,浓度逐渐升高。喷射压力对灭火剂的运动及浓度分布影响很大,压力过高或过低都会影响灭火剂微粒的全淹没灭火效果。根据试验结果,喷射压力为1.0 MPa时灭火效果较好。

超细微粒灭火剂抑制单室火灾的试验研究

通过试验测量燃烧区温度的变化过程,研究了超细微粒灭火剂在单室火灾模型下与4种不同类型火焰的相互作用、灭火时间和效果。结果表明,超细微粒灭火剂具有较好的全淹没灭火能力。当1 000g超细微粒灭火剂施放后,位于微粒灭火剂流动路径上的无遮挡火焰(中央火和角落火)能够被迅速扑灭,灭火时间分别为3.9 s和7.2 s;对于火源功率较小的顶棚火,由于火羽流及热泳力的作用,微粒灭火剂能迅速扩散到顶棚,从而能在短时间内将其扑灭,灭火时间约6.3 s;对于遮挡火,其灭火时间较长,约14.3 s。微粒灭火剂浓度对灭火时间有较大影响。当微粒灭火剂的喷射质量为500 g时,虽然中央火、角落火和遮挡火均能被扑灭,但灭火时间都较喷射1 000 g灭火剂时有较长的延长,灭火时间分别为8.1 s,13.9 s和22.2 s。对于需要灭火剂微粒扩散较远距离后灭火的顶棚火,虽然灭火剂在热羽流和热泳力作用下能扩散到顶棚,但因浓度太低,同时由于其他3处火焰熄灭后,灭火室内的氧气消耗速率降低,从而使顶棚火得到足够的氧气,燃烧反应进一步加强,温度反而逐渐升高,不足以将其熄灭。

超细干粉灭火剂局部应用性能研究

分析超细干粉灭火剂局部应用的可行性。建立局部应用超细干粉灭火剂灭油盘火、立体火和仓储货架火的模型。结果表明,超细干粉灭火剂可以采取局部应用的方式灭火和控火,具有较高的灭火效能。研究结果可为GA 578《超细干粉灭火剂》标准的修订提供数据支持。

常见钾盐应用于超细干粉灭火剂的可行性研究

采用同步热分析仪对比研究了磷酸二氢钾、硝酸钾、柠檬酸钾应用于超细干粉灭火剂的可行性,通过热重法(TGA)和差式量热法(DSC)分析研究了其热分解性能,并利用超细干粉灭火剂行业标准中的重量法对钾盐进行了吸湿率的测量。实验结果表明,磷酸二氢钾的分解性能较好且吸湿率很低,适合作为超细干粉灭火剂的基础原料;硝酸钾的热分解同时具有助燃和抑制作用,需要进一步的实验来判断是否适用于超细干粉灭火剂;柠檬酸钾吸湿性较强,不适合用于超细干粉灭火剂。

超细磷酸二氢铵灭火剂的振动球磨法制备与表面改性

采用振动球磨方式并添加少量粉碎助剂对磷酸二氢铵干粉进行超细化,制得了超细磷酸二氢铵粉体.再利用甲基含氢硅油在高速粉体混合机内对其表面改性,制得了粒子表面形态规整,中位径4.12μm,比表面积880.43 m2/kg的超细磷酸二氢铵灭火剂.所制得的干粉灭火剂疏水性好,抗结块性强,吸湿率为1.7%,抗结块性(以针入度表示)为30.5 mm.实验表明:经超细化和改性制得的磷酸二氢铵干粉灭火剂喷射率为98.7%,喷射时间为10 s,灭火时间为3 s,平均灭火用量为60 g/m3.

超细微粒灭火剂与火焰相互作用的数值模拟

为了研究灭火过程中超细微粒灭火剂与火焰的相互作用,该文数值模拟了火场中超细微粒灭火剂在不同驱动压力下喷射后的运动特性。采用驱动速率模型、离散相模型和火源模型对灭火剂颗粒的释放、流动以及与火源作用的过程进行数值模拟。模拟结果表明:内壁收缩的喷嘴能够加强微粒穿透火羽流的能力,其穿透能力随着驱动压力的增大而增强。当与灭火剂微粒作用时,火焰高度减小,宽度增大。驱动压力越大,微粒到达火源表面所需要的时间越少;当达到全淹没状态时,在1.2 MPa的驱动压力下,火源处微粒浓度较高。在1.0 MPa的驱动压力下,火源处微粒浓度变化较小;较高驱动压力可以加快微粒在灭火室中全淹没状态形成的时间;当驱动压力较小时,更容易出现涡流,导致微粒快速充满整个灭火室,但是微粒浓度分布不均。

载气入口速度与超细干粉灭火剂流动阻力关系的模拟试验

借助Fluent软件,应用欧拉双流体模型,对平均粒径为18.7μm的超细BC干粉灭火剂在水平直管内的运动过程进行模拟,研究了载气入口速度与单位管长压降的关系,结果表明,当载气速度最小为5 m/s时,压降随气速减小而降低。结合管内的浓度固相体积分数分布和速度分布特性的分析可知:当气速较小时,灭火剂的体积分数分布呈管顶小、管底大,此时管顶速度大、管底速度小;气速增大时,灭火剂的体积分数分布呈圆环形,管内速度分布类似单相流,管内的剪切力、相间的曳力作用增强而导致压降增大。超细干粉输送流量一定时,每个输送流量下载气存在一个转捩速度,输送流量大,转捩速度大。将压降的计算值与试验值进行比较分析,两者的误差为-30%^+25%,该误差在允许范围内,表明选用的模型和计算方法准确性高,预测性好。

复合超细干粉灭火剂灭火性能研究

为进一步提升现有干粉灭火剂灭火效能,首先以化学纯氢氧化镁为添加剂,制备复合型超细干粉灭火剂;然后分别用热重分析仪（TGA）和差示扫描量热仪（DSC）等仪器开展热分解试验;最后通过小尺寸灭火试验,对比分析各类灭火剂的灭火效能和抑制有毒有害气体的能力。结果表明：用氢氧化镁能提高复合超细干粉灭火剂在热分解过程中的分解速率峰值,降低各分解阶段的特征温度,减小灭火剂用量、缩短灭火时间、降低最小灭火浓度（MEC）,有效抑制有毒有害气体的产生。

充装条件对超细干粉灭火剂水平直管内喷放流量的影响

为研究不同充装条件下超细干粉灭火剂在水平直管内的气固两相流动特性,搭建超细干粉灭火剂水平直管喷放试验台,改变充装比和起始充装压力,测量管内的沿程压力分布,比较喷放流量和气固比的变化,重点分析了超细干粉灭火剂在水平管内的释放过程、沿程压降和充装比临界值。结果表明,超细干粉灭火剂的释放过程有喷放前期、平稳喷放和喷放后期3个阶段,其中平稳喷放阶段是灭火剂有效作用时间。沿程压降几乎不受灭火剂充装比的影响,但随起始充装压力增大而增大。此外,喷放流量曲线上的临界转捩曲线与气固比计算值曲线上转捩曲线相吻合,起始充装压力为2.5 MPa、4.2 MPa和10 MPa时,喷放流量曲线对应的充装比临界值分别为0.412 kg/L、0.439 kg/L和0.458 kg/L。充装比小于临界充装比时,喷放流量随充装比增大而减小;充装比大于临界充装比时,喷放流量变化不大。而且临界充装比随充装压力单调递增。

管路长度对BC超细干粉灭火剂管内流动阻力影响的试验研究

BC超细干粉灭火剂是指能扑灭B类、C类火灾的超细干粉灭火剂,因其洁净、环保、安全无毒、性能稳定,被认为是适用于民用飞机替代哈龙灭火剂的理想环保灭火剂。本文通过试验分析的方法研究了管路长度对BC超细干粉灭火剂管内流动阻力的影响,得出了BC超细干粉灭火剂在管路中流动的压力损失与管路长度之间的关系,并通过试验数据拟合出经验公式,用于指导工程设计,为民用飞机灭火系统的设计提供了技术支持。

BC超细干粉灭火剂的制备工艺研究

为了得到粒径小、分布窄的超细干粉,就行星式球磨机超细粉碎碳酸氢钠进行了研究,研究得到行星式球磨机粉碎碳酸氢钠的最佳工艺条件为:球磨机转速400 r·min^(-1),粉碎时间30 min,单个球磨罐填充混合物料量180 g,直径3 mm氧化铝陶瓷磨球用量540 g,球磨机5 min换一次旋转方向。在此条件下能将基础配方BC超细干粉灭火剂的混合原料粒度(D_(90))从175μm降低至25.4μm。表面改性剂X的使用,能有效阻止超细化的BC超细干粉灭火剂的混合原料发生团聚。对基础配方的BC超细干粉灭火剂的混合原料进行两次改性处理、3次粉碎,粒度(D_(90))可降至10μm以下。

微纳米复合型超细干粉灭火剂及其灭火喷射装置

海军装备技术研究所通过在微纳米尺度上按照预期目标将2种以上不同性能的，具有灭火、催化、消烟等功能的微米和纳米粒子进行复合，制备出了灭火有效成分含量高、抗团聚和疏水能力强、流动性优异、兼具消烟和减毒功能的超细干粉灭火剂。此外，该研究所还设计了一种通过“压缩气体一超细粉体”两相流将超细干粉灭火剂高速、大流量喷射为气溶胶灭火剂的移动型灭火装置，能够实现全淹没灭火。该项目为《军用技术转民用推广目录（2013年度）》中新材料领域的推荐项目。

微纳米复合型超细粉体灭火剂

公司简介山东国泰科技有限公司是一家集消防产品的研发、生产、销售、设计、施工及安装于一体的国家高新技术企业,注册资本约1.1亿元人民币。公司拥有完整的研发、制造、检测、售后服务体系,拥有国内先进的消防灭火装置生产线,提供针对性的用户需求解决方案,满足各种消防环境的灭火及灾难环境的逃生避险要求。先进成熟技术微纳米复合型ABC超细干粉灭火剂,将起灭火核心作用的微米级粒子.

干粉灭火剂研究及应用进展

干粉类灭火剂是目前消防行业广泛使用的灭火剂类型。综述了普通BC干粉灭火剂、ABC干粉灭火剂及超细干粉灭火剂的研究进展及应用状况。在此基础上,详细分析了3种干粉灭火剂的特点、存在的主要问题及应用前景,提出以碳酸氢钠为基料的BC干粉灭火剂已进入产业发展后期,需要更先进的新配方灭火剂出现;以磷酸铵盐为基料的ABC干粉灭火剂正处于产业鼎盛期,仍有相当的发展空间;超细干粉灭火剂应在灭火机理、配方优化、适用范围等方面开展进一步的研究。还对超细干粉先进、环保,可以替代普通干粉的观点提出了质疑,并提出超细干粉对火焰自由基的消耗主要是物理吸附而非化学反应的观点。

探火管式超细粉体灭火装置喷射特性

通过冷喷实验测试和理论计算分析,研究探火管式超细粉体灭火装置的喷射特性。结果表明:装置的喷射释放过程可分为高浓度气溶胶释放阶段、低浓度气溶胶释放阶段和驱动气体释放阶段等3个阶段,高浓度气溶胶释放阶段为有效释放阶段;探火管长度对装置喷射剩余率影响较小,在不同条件下均不超过2%;探火管长度对装置有效喷射时间影响较大,探火管越长,装置有效喷射时间就越长。该研究结果可为装置工程设计及应用提供理论依据。

民用飞机超细干粉灭火系统喷射试验研究

NaHCO_3超细干粉灭火剂具有环保高效的优点,有可能替代现有民用飞机上常见的哈龙1301灭火剂,应用于未来民用飞机固定式灭火系统上。以某型民用飞机发动机灭火系统为基础,搭建了NaHCO_3超细干粉灭火系统试验台,开展了该灭火系统的喷射性能试验研究。试验结果表明灭火系统平均流量较大,性能较好,但仍需要修改管网设计调整灭火剂在风扇舱和核心舱的分配比例。初步的灭火剂浓度分析也表明目前的管网设计可以达到舱内的灭火剂浓度要求。