細水霧抑制室內(nèi)火災(zāi)的理論與試驗研究.pdf

1、本文通過理論研究、數(shù)值分析及模擬實驗相結(jié)合的方法，對細水霧與高溫環(huán)境的熱質(zhì)交換、室內(nèi)火災(zāi)熄滅的臨界條件及理論臨界水流量計算、細水霧熄滅受限空間煤油池火主導(dǎo)機理和滅火復(fù)合添加劑選擇等方面進行了較為深入的研究，完成的研究工作及取得的主要進展如下： 1．從霧滴在空氣中的受力運動分析入手，建立了霧滴運動方程。針對典型滴徑及不同出口初速度的霧滴運動狀況進行了數(shù)值計算，得出了細水霧霧滴的基本運動規(guī)律，確定了終端速度與滴徑呈平方關(guān)系和線性關(guān)系

2、的分界直徑為80 μm。 2．建立了單個霧滴在靜態(tài)環(huán)境及其在強迫對流環(huán)境中的熱質(zhì)交換方程，得出了霧滴與高溫環(huán)境的熱質(zhì)傳遞基本規(guī)律。提出細水霧主要通過沸騰機制實現(xiàn)與火場高溫環(huán)境的熱質(zhì)交換；首次考慮了在強迫對流環(huán)境中熱質(zhì)傳遞、滴徑變化與速度變化的耦合作用，提出霧滴的生存時間與初始滴徑不再呈平方關(guān)系；由霧滴的熱作用距離判斷，對于1，2級細水霧，滅火作用主要依賴于汽化吸熱。 3．應(yīng)用室內(nèi)火災(zāi)的區(qū)域模型和熄火熱理論，推出了室內(nèi)火災(zāi)

3、熄滅臨界關(guān)系的理論模型，并對影響臨界熄火關(guān)系的主要因素進行了討論，得出室內(nèi)火災(zāi)臨界熄火溫度與初始溫度無關(guān)的結(jié)論，確立了熄火臨界關(guān)系曲線。最后，通過實驗對室內(nèi)火災(zāi)熄滅臨界關(guān)系模型進行了有效性驗證。 4．在室內(nèi)火災(zāi)熄滅臨界關(guān)系模型中，增加了細水霧的吸熱作用，發(fā)展了在細水霧作用下的室內(nèi)火災(zāi)熄滅模型，得出了兩種極限情況即純粹對流換熱和完全汽化換熱以及包含兩種換熱機制的一般情況下抑制室內(nèi)火災(zāi)發(fā)展的理論臨界水流量的計算方法。 5．建

4、立了試驗平臺，開展了細水霧熄滅受限空間煤油池火試驗研究，考察了通風(fēng)狀況、預(yù)燃時間及工作壓力等因素對滅火時間的影響，得出受限空間燃燒的池火火焰存在核心反應(yīng)區(qū)、通風(fēng)控制區(qū)和燃料控制區(qū)。通過試驗和定性分析，提出細水霧熄滅受限空間油池火的主導(dǎo)機理為氣相冷卻和火焰冷卻，從試驗上證實了室內(nèi)火災(zāi)熄滅分析模型、火災(zāi)熄滅理論臨界水流量計算模型基礎(chǔ)假設(shè)的正確性。 6．在對滅火添加劑初選的基礎(chǔ)上，通過正交試驗及效應(yīng)分析，找到了具有較好效能的細水霧滅火