油池火中细水雾强化火焰现象的研究

细水雾与油池火相互作用之初往往会使燃烧剧烈，强化火焰。实验研究与理论分析表明，雾滴在可燃物表面蒸发是造成这种现象的主要原因。通过改变燃料种类、喷头雾特性参数等实验工况发现火焰强化程度主要决定于燃料的挥发性以及雾滴的直径、速度等参数。而在油盆中加水后燃料表面温度降低、火焰功率下降，火焰强化现象随着加水量的增加而逐渐弱化乃至消失，细水雾系统的灭火时间也明显缩短。     

低压环境下氮气-水低压双流体细水雾抑灭油池火研究

基于民用飞机货舱低压变动环境下火灾特点,进一步探寻低压双流体细水雾灭火技术在低压环境的应用。采用马尔文粒径仪和低压燃烧测试舱等设备,对自行研发N2-水低压双流体细水雾系统进行测试,研究该系统的雾场特性和低压环境下的灭火特性机理。发现N2压力低于0.4Mpa便可得到雾场均匀、粒径较小且方便可调双流体细水雾。低压舱内灭火实验结果表明,在低压下可有效地扑灭油池火,灭火时间呈现随环境压力降低而减小趋势。揭示火焰周围逆流扩散流动场和水雾对火焰与油面的冷却隔离作用,在抑灭油火中的重要作用。     

用锥形量热仪研究细水雾抑制熄灭PVC火

利用锥形量热仪和单流体细水雾系统研究了细水雾抑制PVC火的过程，并观察了重燃现象的发生，测量了实验中热释放速率及O2，CO2，CO和烟气的浓度变化，并对不同细水雾工作压力及不同热辐射流量下的结果进行了比较。由实验可知细水雾能快速扑灭PVC火，且压力越大灭火越迅速，但是在灭火后停止施加细水雾会发生重燃现象，且重燃发生的时间长短与作用在燃料表面的水量有关。     

细水雾对障碍物挡板火灭火有效性的实验研究

在不同障碍物挡板阻隔条件下，就细水雾对油池火的灭火效果进行了实验研究，分析了不同空间位置的障碍物挡板对细水雾灭火效果的影响，采用FDS40对细水雾与不同类型障碍物挡板油池火的相互作用过程的模拟结果表明：障碍物结构与类型影响着细水雾直接作用于油池火上方的水雾通量，油池火上方的水雾卷吸量越大，细水雾对障碍火的灭火效果越明显。     

舰船细水雾灭火系统研究回顾

近十多年来，国际安全领域对细水雾灭火技术的研究方兴未艾，以美英等国海军为代表的西方各国海军对细水雾在舰船尤其是舰船动力机舱的应用进行了大量研究，结果令人振奋。对该领域的研究作了简单的回顾，旨在使国内安全领域的工作者对此有所了解，为我国海军在这方面的研究提供些许借鉴。     

细水雾与木垛火相互作用的实验研究

该文对细水雾与固体木垛火相互作用问题进行小尺度模拟实验研究.利用热电偶、数码摄像机等测量了细水雾作用前后燃烧场的变化特征.结果表明：细水雾扑灭木垛燃烧的明火效果较好,但不能有效抑制阴燃现象,且喷雾气压、预燃时间和木垛结构形状对灭火过程有显著影响.在一定范围内,喷雾气压与灭火时间成反比关系;预燃时间与灭火时间成正比关系.     

细水雾抑制沥青喷雾火的实验研究

通过实验研究了沥青喷雾燃烧特性以及细水雾抑制沥青喷雾火的有效性.细水雾雾场特性由LDV/APV系统测量.实验中的温度数据由热电偶测量,沥青喷雾火自由燃烧时火焰结构则由热像仪获取.实验结果显示,喷雾火燃烧时最高温度发生在火焰团内部.当压力比比较高时(pw/Pf＞2.65),细水雾对沥青喷雾火有较好的抑制熄灭作用;而当压力...     

细水雾扑灭B类火的全尺度实验

根据IMO有关测试规范的要求，进行了一系列全尺度动力机舱模拟灭火实验。实验中采用的是局部保护细水雾灭火系统，通过改变通风条件、预燃时间、喷雾方式及火焰功率等因素，考察了它们对系统灭火有效性的影响。实验结果表明，细水雾系统可有效扑灭动力机舱内设定的各种工况下的油池火和油雾火，与气体灭火系统相比，受通风条件影响小，能有效降低室内温度及CO、CO2浓度，因而系统工作期间消防人员和操作人员可安全进入。在油池火灭火实验中发现通过火焰冷却灭火时所需时间较短，而依靠燃料表面冷却灭火时则时间较长。此外研究结果还显示，采用侧喷方式时，系统的灭火性能将大大提高，而较长的预燃时间则有利于细水雾扑灭油雾火。     

油池火蔓延过程的数值模拟

本文采用Magnussen的EBU版本的湍流燃烧模型,数值模拟油池从点火到火蔓延这一燃烧过程。计算结果与他人发表的一些实验结果比较,定性合理。     

细水雾抑制气体火焰的实验

通过改进wolfhard-parker燃烧器，和对细水雾灭火时不同机理作用的分离实验研究，探讨了在灭火时水雾的蒸发潜热吸热作用、热容吸热作用以及稀释氧气作用在抑制气体扩散火焰方面的相对贡献．实验结果表明，细水雾抑制气体火焰是其稀释氧气、蒸发潜热吸热和热容吸热作用共同作用的过程，且潜热吸热作用比热容吸热作用更明显．在卷吸作用下，可以有更多的细水雾到达火焰内部，因而其对火焰内部温度的影响比水蒸气更大．     

细水雾灭火技术研究进展

介绍了细水雾灭火技术在国内的主要研究进展．着重阐述了细水雾雾特性测量方法、雾发生方法及灭火有效性实验，并对细水雾的灭火机理和灭火技术未来的发展方向进行了讨论．细水雾的雾特性参数决定了它的灭火性能，目前对其测量的主要方法有LDV／APV、DPIV及扩展的DPIVS技术．传统的雾发生方法有着或多或少的缺点，因而新型的雾发生方法得到广泛地研究，如气泡雾化，所以我们对不同的雾发生方法进行了比较．此外通过一系列的小尺度和全尺度实验研究了细水雾在不同火灾场景下的灭火有效性．     

细水雾灭火有效性研究进展

为了对机载细水雾灭火技术研发及其在民航领域的应用提供一定支持,对近年来国内外细水雾研究进行总结分析,主要包括细水雾喷雾特性对细水雾灭火有效性的影响、添加剂的影响、环境情况对于细水雾灭火的影响,以及利用细水雾进行的相关实验研究等。提出今后主要研究方向为新一代机载灭火技术、细水雾对遮挡火灾的抑制机理、高高原环境下细水雾特性与雾场诊断、细水雾灭火应用设施的设计、高效货舱机载灭火系统的关键技术研发、低压细水雾生成与控制机理的研究。最后,结合民机哈龙替代灭火技术需求,设计了新一代机载细水雾灭火技术研究的具体思路。     

受限空间内小尺度油池火行为实验

为分析受限空间内燃油火灾特性,通过设计并搭建受限空间小尺度油池火行为实验平台,选择三种典型液体燃料(正庚烷、环己烷、航空煤油)开展燃烧试验,测量并分析火焰温度、烟气温度及燃料燃烧生成的烟气成分浓度等变化规律.结果 表明:油池火最高温度超过700℃,烟气温度变化曲线满足高斯分布;由温度变化曲线将燃烧分为发展—稳定—熄灭3个阶段,发展期占比均接近9.8％,且温度变化率最高达到22.0℃/s;在253 s左右,三种燃料燃烧过程中O2、CO2与CO浓度变化曲线到达最高点;在熄灭期,三种燃料火焰温度变化曲线满足反比例函数分布.可见,结合火羽流温度以及烟气成分浓度变化可判断火灾处于何种阶段以及燃烧物种类,从而为提高火灾预警准确率提供数据支撑.     

细水雾灭火系统实验研究

含添加剂细水雾灭火系统是当今火灾科学研究的热点之一.本文通过以煤油为燃料,结合细水雾灭火系统的灭火机理和特点,对用含盐类NaCl化合物作为添加剂的细水雾的灭火效果进行了试验,分析了含添加剂NaCl的细水雾灭火系统对灭火性能的影响.     

封闭空间油池火火焰振荡特性研究

在内尺寸为1m(长)×1m(宽)×0.75m(高)的无开口封闭空间进行了庚烷池火燃烧实验,重点研究了封闭空间内庚烷池火火焰的振荡行为特性,油池尺寸包括0.100,0.141,0.200和0.300m四种规格.实验发现,火焰根部面积的变化频率与火焰高度的振荡频率相等,在此基础提出了采用火焰根部面积的变化频率求取火焰振荡频率的方法,并应用于具有顶棚射流的封闭空间池火火焰振荡频率的确定.研究结果表明,在燃烧过程中油池火焰振荡频率波动较小,火焰振荡频率小于开放空间经验公式预测值,火焰振荡频率与油池直径的关系拟合结果为f=1.33D-0.5,且对无量纲关系式St=0.26Fr-0.532符合较好.     

不同侧壁高度油池火实验分析与模型建立

近年来中国兴建了很多浮顶油品储罐。当浮顶储罐内部液位较低时,罐体内部易积聚蒸气,火灾风险增大。一旦发生火灾易形成侧壁约束下的油池火,给油品储运安全造成严重威胁。该文采用石英玻璃材质的油盘,开展了不同侧壁高度(油盘侧壁上边缘到油品表面的垂直距离,h=3～50 cm)的正庚烷油池火实验,研究了侧壁高度对灾变过程和关键火灾参数(燃烧速率、火焰高度)的影响。实验结果表明：侧壁高度对整个燃烧过程影响明显,尤其是对初始阶段和稳定阶段。对于初始阶段,低侧壁油池火燃烧速率快速增加,但高侧壁油池火燃烧速率呈现先快速增加随后逐渐减小的趋势,这主要是由于火焰根部不断抬升进而远离油品表面造成的。对于稳定阶段,随侧壁高度的增加,燃烧速率呈现先减小后增大随后再减小的趋势。其中的先减小后增大趋势是由于火焰根部逐渐从油盘外进入油盘内造成的,而随后的再减小趋势主要是由于火焰根部不断抬升造成的。基于高侧壁稳定阶段的火焰形态,可将火焰划分为外部火焰和内部火焰。随侧壁高度的增加,外部火焰高度逐渐降低,内部火焰高度逐渐增加。基于量纲归一化分析,考虑侧壁高度和空气卷吸因素,引入油盘特征直径,建立了不同侧壁高度下的无量纲内部火焰高...     

基于形状和纹理特征的正庚烷环形油池火特性

该文开展了不同尺寸的环形正庚烷油池火实验。实验中改变了环形油池的内径、外径等参数,通过火焰图像的形状特征和纹理特征分析了环形火焰的结构。结果表明:环形油池火的火焰从油池外部边缘产生,向油池中心扩散。火焰内部出现空心区域,其面积随着内外径比的增大而增大。当环形油池外径不变时,火焰面积、周长、灰度共生矩阵的对比度、熵、相关度都随着内外径比的增大而逐渐减小,而能量值呈现逐渐增加的趋势。主成分分析的结果表明:前两个主成分分量与内外径比具有良好的对应关系,贡献率超过95%,可以用于定量描述环形火焰。     

复合型添加剂增强细水雾灭火性能研究

采用实验模拟研究了自制复合型添加剂对细水雾灭火性能的影响．重点考察了细水雾灭火有效性随添加剂浓度的变化规律．结果表明：复合型添加剂显著增强了细水雾的灭火性能，最大可缩短灭火时间5～8倍。并且随着细水雾中添加剂含量的不断增加，油池火的灭火时间呈现出先快速下降，尔后略微增长的趋势；而木垛火的灭火时间则表现为平缓下降，并趋于饱和．对应最短灭火时间，油池火的最佳添加剂灭火浓度约为临界胶束浓度（CMC）的2～3倍，木垛火的最佳添加剂灭火浓度为临界胶束浓度的（CMC）8～10倍．含添加剂细水雾扑灭火焰是物理化学复合作用机制，但主导灭火机理是燃料表面的冷却与隔离作用．并且对于油池火，添加剂灭火关键是表面活性剂在油面快速成膜．而对于木垛火，添加剂灭火关键是在表面覆盖较厚泡沫层．     

细水雾灭火系统实验研究

含添加剂细水雾灭火系统是当今火灾科学研究的热点之一。本文通过以煤油为燃料,结合细水雾灭火系统的灭火机理和特点,用含盐类NaCI化合物作为添加剂细水雾的灭火效果进行了试验,分析了含添加剂NaCI的细水雾灭火系统对灭火性能的影响。     

基于1 m尺度甲醇油池火模拟计算的不同辐射模型数值评估研究（英文）

池火是火灾灾害中最常遇到的火焰类型之一,发展油池火的精细化建模有利于液体火灾事故危害性的精准分析及评估。众所周知,热辐射建模是准确模拟各种火灾场景的关键环节。因此,为建立合适的辐射模型,在这项工作中,通过将四个不同的辐射模型耦合到开源火灾模拟代码FDS中,并使用有限体积法求解辐射强度传输方程,对大尺度甲醇池火开展了LES仿真研究。结合NIST的实验数据,对不同辐射模型的影响特性及结果进行了对比分析。关于温度计算,基于WSGG的辐射模型和Cassol的模型表现更好。此外,所有模型都能很好地预测脉动频率。然而,关于辐射热通量的预测,Cassol的两个模型和FDS默认模型的表现优于其他模型,获得每个组分的准确光谱信息数据和确定混合气体的WSGG系数的方法是成功预测火焰辐射的重要因素。