HEAE气溶胶出口温度控制的实验.pdf

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1、2006年3月中国工程科学Mar.2006第8卷第3期EngineeringScienceVol.8No.3研究报告HEAE气溶胶出口温度控制的实验研究11122张永丰,廖光煊,周晓猛,潘仁明,王华(1.中国科学技术大学火灾科学国家重点实验室,合肥230026;2.南京理工大学,南京210094)[摘要]高效气溶胶灭火剂(HEAE)是由固体推进剂技术发展而成,属于烟火类药剂。当HEAE灭火剂生成气溶胶,出口气溶胶温度很高,会对被保护空间形成二次危害,影响灭火效果,因此灭火装置喷放时需作降温处理。针对灭火装置的特点,采用外冷却方法,利用固化的化学冷却剂,对高温HEAE燃烧产物实施冷却处理

2、。重点考察了冷却块中冷却剂的含量、冷却块的孔径以及冷却块与HEAE灭火剂重量比对冷却降温效果的影响。结果表明,通过合理调节冷却块中冷却剂的含量、冷却块的孔径以及冷却块与HEAE灭火剂质量比,能有效地降低灭火装置喷口处的气溶胶灭火介质的温度。[关键词]气溶胶灭火剂;哈龙替代;冷却[中图分类号]P7[文献标识码]A[文章编号]1009-1742(2006)03-0079-04施,则在灭火装置喷口会形成外喷火焰,引起被保1引言护空间温度升高,可能引燃未燃的可燃物;近年来由于臭氧层的破坏,人类生存环境已经2)高温气溶胶会对保护空间内的人和物造成受到严重破坏。为此,联合国环境保护公约———蒙伤害

3、或损坏;特利尔公约(1987年)已明确对各签约国提出具3)灭火介质温度高,易造成空间分布不均,体目标,要求在21世纪初取代卤代烷系列灭火影响灭火效果。[1～5]剂。哈龙替代品技术的研究成为消防行业的研显然,在灭火过程中必需采取措施降低HEAE究热点之一。气溶胶灭火剂具有灭火效率高,灭火气溶胶的温度。但气溶胶出口温度过低,固体微粒装置简单,无需耐压容器,装配维修简便,成本低会凝聚,微粒变大,弥散性变差,从而降低灭火效[6,7]廉等优点而备受各国政府和市场的关注。能,甚至不能扑灭、遮挡火。因此,控制适当的气[6～15]笔者所在课题组研究的高效气溶胶灭火剂溶胶出口温度是课题组研究的目标。(H

4、EAE)是由固体推进剂技术发展而成。HEAE热热气溶胶灭火剂的特征之一就是温度,要把气气溶胶灭火剂是固态混合物,本身不能灭火,它是溶胶的温度降得很低或者接近室温是不现实的。不通过有控制的燃烧反应产生大量的直径小于1μm管采用物理或是化学的方法,都会在一定程度上降的活性气溶胶固体微粒、水汽和CO2等惰性气体,低气溶胶的灭火效能。澳大利亚的新标准规定了气利用活性固态微粒,中断燃烧链反应的化学抑制作溶胶出口温度不大于250℃,在距出口处0.5m处[16]用和惰性气体的物理窒息来达到灭火目的的。但是的温度不大于75℃,这是比较现实的指标。根燃烧生成的气溶胶产物温度很高,如不采取降温措据中华人民

5、共和国公共安全行业标准,灭火装置充施,则会带来以下不利效应:装额定的灭火剂量,在20±0.5℃的条件下,其喷[17]1)气溶胶产物的温度很高,若不采取降温措口温度要求不超过180℃。为此选择180℃作为[收稿日期]2004-11-09;修回日期2005-02-27[基金项目]国家重点基础研究发展计划“九七三”资助项目(2001CB409600)[作者简介]张永丰(1977-),男,江苏昆山市人,中国科学技术大学火灾科学国家重点实验室博士研究生80中国工程科学第8卷出口处气溶胶温度的目标。2实验装置和方法笔者采用化学冷却剂,将冷却剂与AH粘合剂混合后,在模具中进行“固化”,形成类似蜂窝煤

6、状的冷却块。这样既可增加换热面积,提高了降温效率,又能阻隔燃烧产物中的固体残渣进入被保护[17]空间。实验装置如图1所示,它由燃烧器、冷却元件、喷口及壳体组成。燃烧器中灭火剂燃烧生成的气溶胶经冷却块降温后由喷口喷出。测温仪由热电偶导线、记录仪等组成。热电偶量程上限为图2喷口处气溶胶灭火介质温度与800℃,其感温探头置于喷口切面正中,距喷口12冷却剂含量的关系曲线cm测定气溶胶灭火介质的温度。实验分别考察冷Fig.2RelationbetweenTofthespoutaerosol却块中冷却剂的含量、冷却块的孔径以及冷却块与HEAE灭火剂质量比对降温效果的影响。mediumandtime

7、withdifferentrefrigerantcontent最高点后再慢慢回落。随着冷却剂含量的增加,最高温度逐渐降低,温度时间曲线趋于平稳。当质量分数为75%～80%时,这种趋势更加明显。由此可以看出:冷却块中冷却剂质量分数越高,冷却块的降温效果越好。但是随着冷却剂的增加,冷却块的强度越来越差。当冷却剂质量分数为80%时,观察到冷却块受热“风化”。为此将冷却块中冷却剂质量分数设计为75%,这样既达到了良好的冷却效果,又保证冷却块不“风化”。