高海拔低氣壓條件對(duì)細(xì)水霧滅火性能影響的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、中國(guó)歷史悠久、古建筑等文化遺產(chǎn)眾多，特別是中國(guó)西部高原地區(qū)，分布著大量的寺廟類(lèi)文物古建筑，如西藏的布達(dá)拉宮作為藏傳佛教古建筑的典型代表，已入選《世界遺產(chǎn)名錄》。然而，這些文物古建筑大都為木質(zhì)結(jié)構(gòu)或石木結(jié)構(gòu)，耐火等級(jí)低，且其內(nèi)部擁有大量易燃物，防火形勢(shì)十分嚴(yán)峻。研究高原低氣壓條件對(duì)滅火系統(tǒng)的滅火性能的影響，對(duì)發(fā)展適合高原地區(qū)古建筑的防滅火技術(shù)具有十分重要的意義。細(xì)水霧滅火技術(shù)由于其滅火高效、對(duì)環(huán)境無(wú)污染、對(duì)現(xiàn)場(chǎng)人員和設(shè)備安全、用水量少等諸

2、多優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)越來(lái)越受到人們的青睞。細(xì)水霧滅火技術(shù)在平原地區(qū)的滅火性能已開(kāi)展了大量的研究工作，并已得到廣泛的應(yīng)用，細(xì)水霧滅火技術(shù)的上述優(yōu)點(diǎn)也使其在古建筑的火災(zāi)防治方面受到關(guān)注。細(xì)水霧的滅火性能將隨著海拔及氣壓條件的改變而發(fā)生變化，而細(xì)水霧在高海拔低氣壓條件下的滅火有效性、滅火機(jī)理等的研究十分缺乏，本文通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究的方法就高海拔低氣壓條件下細(xì)水霧的滅火性能開(kāi)展了較為系統(tǒng)的研究工作。 為了方便地開(kāi)展實(shí)驗(yàn)研究工作，首先建立了可獲得低氣

3、壓實(shí)驗(yàn)環(huán)境并可調(diào)節(jié)其內(nèi)部氣壓大小的小尺度模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)，在此基礎(chǔ)上開(kāi)展環(huán)境壓力對(duì)細(xì)水霧性能影響的實(shí)驗(yàn)研究。與此同時(shí)，在西藏拉薩高原火災(zāi)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室建立了細(xì)水霧滅火模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)，可開(kāi)展較大尺度的細(xì)水霧與火焰相互作用的多種研究。為高海拔低氣壓環(huán)境下細(xì)水霧的滅火有效性、滅火機(jī)理等的研究提供了良好的實(shí)驗(yàn)條件。 通過(guò)不同環(huán)境壓力下細(xì)水霧噴嘴工作壓力及流量的測(cè)量，研究了環(huán)境壓力對(duì)細(xì)水霧噴嘴流量系數(shù)的影響；通過(guò)基于激光片光拍攝不同環(huán)境壓力下細(xì)水霧的霧

4、場(chǎng)結(jié)構(gòu)圖像及通過(guò)集水法測(cè)量噴嘴下方不同區(qū)域內(nèi)的噴霧量，研究了環(huán)境壓力對(duì)細(xì)水霧霧場(chǎng)分布的影響。結(jié)果表明，當(dāng)噴嘴工作壓力不變時(shí)，隨著環(huán)境壓力的減小，壓力霧化空心錐噴嘴及實(shí)心錐噴嘴所產(chǎn)生的霧滴均趨向于向霧錐面聚集，從而使得霧錐面附近的噴霧強(qiáng)度增加，而霧場(chǎng)中心區(qū)域的噴霧強(qiáng)度減小。 泵組是泵組式細(xì)水霧滅火系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，其工作性能直接影響到滅火劑一水的供給以及系統(tǒng)的噴霧強(qiáng)度等，最終影響細(xì)水霧滅火系統(tǒng)的滅火性能。對(duì)柱塞泵在合肥及拉薩兩地的流

5、量特性及泵組效率進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)比較研究，揭示了環(huán)境壓力對(duì)柱塞泵流量特性及泵組效率的影響關(guān)系。 利用低氣壓模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)，研究了正庚烷及汽油池火在不同環(huán)境壓力條件下的燃燒特性。實(shí)驗(yàn)在低于常壓環(huán)境的多個(gè)不同壓力條件下進(jìn)行，獲取了燃料的質(zhì)量燃燒速率、火焰形態(tài)特征、火焰溫度、煙氣中的CO濃度等燃燒特性參數(shù)。為了更真實(shí)地反映高海拔低氣壓條件對(duì)燃料燃燒性能的影響，在合肥和拉薩兩地進(jìn)行了多種典型可燃物的燃燒特性對(duì)比實(shí)驗(yàn)研究。實(shí)驗(yàn)涉及汽油、柴油、酥油和

6、木垛四種具有代表性的燃料。揭示了高海拔低氣壓條件對(duì)燃料燃燒特性的影響規(guī)律，同時(shí)為低氣壓條件對(duì)細(xì)水霧滅火性能影響的研究提供參考。 在合肥、拉薩兩地進(jìn)行了高、低壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)撲滅典型可燃物火的滅火性能實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)中針對(duì)不同的噴嘴、噴嘴工作壓力和不同的燃料，設(shè)計(jì)了多種實(shí)驗(yàn)工況，研究了細(xì)水霧在不同海拔高度條件下的滅火有效性，分析了氣壓條件對(duì)細(xì)水霧系統(tǒng)滅火性能的影響關(guān)系。結(jié)果表明細(xì)水霧系統(tǒng)在拉薩的滅火綜合性能優(yōu)于合肥。通過(guò)對(duì)不同氣壓條件下