电缆防火涂料阻火有效性试验研究.ppt

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1、电缆防火涂料阻火有效性试验研究学科专业：消防工程汇报人：李晓康中南大学防灾科学与安全技术研究所2汇报内容一研究背景二研究内容三电缆燃烧性能试验研究四电缆水平燃烧试验与数值模拟研究五结论3一、研究背景本课题以电缆隧道为研究背景，电缆隧道中常用的阻火措施包括：1.采用阻燃电缆2.采用细水雾灭火系统3.采用结构防火措施电缆隧道布局电缆隧道内防火隔断4使用阻燃电缆并不能有效阻止火灾蔓延；自动灭火系统造价高、效率低下、技术不熟；防火隔断在火场高温的作用下存在破裂、失效的可能。防火涂料对火灾的抑制作用显得尤为

2、重要：涂料能够在一定程度上延缓火焰的蔓延，甚至将火灾限制在一定范围内，为扑灭火灾创造了条件。一、研究背景防火涂料在电缆隧道中的应用51.锥形量热仪试验——电缆的燃烧性能通过热特性和烟气特性，通过热释放速率、烟气生成速率、点燃时间等参数衡量防火涂料的阻火效果。2.水平燃烧试验——电缆的延燃长度设计符合电缆隧道实际环境的试验平台，进行电缆水平燃烧试验，研究延燃长度随火灾荷载和通风速度的变化规律。3.数值模拟——分析验证涂料阻火的有效性利用锥形量热仪数据进行数值模拟，与对水平燃烧试验结果进行对比分析。二

3、、研究内容6试验材料——铜芯（3×2.5+1×1.5mm2，直径11mm）YJV电缆以及YDAH-102型水性电缆防火涂料（反复涂刷5次，干燥厚度0.5mm）。分别对普通YJV电缆和涂刷防火涂料电缆进行试验，热辐射强度分别选择20kW/m2、25kW/m2、35kW/m2、50kW/m2、75kW/m2。三、锥形量热仪试验7三、锥形量热仪试验1.热释放速率对比分析YJV电缆热释放速率涂刷防火涂料电缆热释放速率8三、锥形量热仪试验辐射强度25kW/m2和75kW/m2热释放速率对比曲线总热释放量和火

4、灾增长指数对比火灾增长指数FIGRAindex=peakHRR/timetopeak9三、锥形量热仪试验2.烟气生成速率对比分析YJV电缆产烟速率涂刷防火涂料电缆产烟速率10三、锥形量热仪试验辐射强度25kW/m2和75kW/m2产烟速率对比曲线总产烟量和CO产率对比11三、锥形量热仪试验3.热响应参数对比电缆的着火性能主要由最外层的护套材料决定，YJV电缆的护套材料为聚氯乙烯，导热系数小，从电缆燃烧过程来看，热量不易穿透护套材料，因此YJV电缆属于热厚型材料。利用1/tig1/2对辐射热通量作图

5、所得的曲线斜率的倒数是其热响应参数（thermalresponseparameter，TRP）12YJV电缆和涂刷防火涂料电缆的热响应参数分别为：TPRe=202.02kWs1/2/m2，TPRc=309.60kWs1/2/m2。热响应参数反应了材料的被点燃能力，其数值越大越不易被点燃。防火涂料使得电缆材料的热相应参数增大，点燃难度增加，体现了一定的阻火性能。回归曲线三、锥形量热仪试验13四、水平燃烧试验1.试验平台设计本课题主要研究通风速度和火灾荷载对涂刷防火涂料电缆延燃长度的影响，试验平台应具

6、备以下几个功能：（1）能产生稳定的火源功率（72kW）；（2）能改变通风状况（6种风速，0~2.4m/s）；（3）能进行关键参数的测量（温度，风速，延燃长度）；（4）符合电缆隧道实际环境（试验箱尺寸3.5×1×1m3）；（5）便于观察试验现象（观察窗3×0.5m2）。电缆桥架长3m，宽0.3m，下层高0.4m，上层高0.7m14四、水平燃烧试验试验箱内部示意图（后视图）15火源功率的确定试验采用直径30cm的油盘火，燃料为柴油，火源功率通过称重法测量。火源的热释放速率可通过计算。受限空间中柴油燃烧

7、效率约为0.8，可将油盘燃烧前后的质量差与燃烧时间的比值作为柴油的质量损失速率。柴油的燃烧热值约为52000kJ/kg试验中，将1.5L柴油倒入油盘内点燃，燃烧持续685s，油盘质量减小1.185kg，火源功率约为72kW。四、水平燃烧试验16四、水平燃烧试验2.YJV电缆水平燃烧试验对YJV电缆进行试验，均是在0m/s风速条件下进行：敷设6根电缆，宽度约65mm时，延燃长度0.6m；敷设24根电缆，宽度约265mm时，经过25min15s，3m长电缆全部燃尽。YJV电缆燃烧后图片17试验结果表明

8、，火灾荷载量对电缆延燃长度有决定性影响。电缆数量少——释放的热量有限，烟气层温度较低——未燃区域电缆获得的热量少——不易燃烧；电缆数量多——热释放量大，交叉辐射增强——热量和高温烟气容易聚集——加速燃烧。四、水平燃烧试验18四、水平燃烧试验3.受防火涂料保护电缆水平燃烧试验试验方案及结果19四、水平燃烧试验试验过程图片20四、水平燃烧试验通风因素影响研究通风速度是电缆隧道火灾的重要影响因素之一。提高通风速度能显著加速火焰蔓延，原因是火焰在风的作用下倾斜，导致未燃电缆获得的热量增加，