大尺度航空煤油池火火行为及高压细水雾抑灭火效能研究

发布时间：2020-08-15 12:47

【摘要】：随着我国民航运输的快速发展,飞机库的火灾风险防控需求日益增强。飞机库作为民航消防重点场所,对保障民航正常运行和客机维护过程消防安全具有重要影响。当前,我国飞机库消防系统普遍采用泡沫-雨淋灭火系统,但在实际运行过程中,泡沫-雨淋系统存在着有机物持久性污染、飞机设备水渍损失风险高、运行过程耗水量大、降温吸热效率低、不适用于带电火灾等缺点。高压细水雾由于具有高效的吸热冷却抑灭火效能,能够有效扑灭固体火灾、液体火灾,且适用于电气火灾、不会造成环境污染。当前,高压细水雾灭火技术已在船舶、档案馆等场所广泛应用,但在飞机库等高大空间的应用极少。为优化飞机库消防灭火系统,研究高压细水雾灭火技术在飞机库的适用性,针对飞机库的高大空间、航空煤油泄漏火灾载荷大等特点,本文设计并搭建了航空煤油池火火行为及高压细水雾抑灭火实验平台,开展了大尺度航空煤油池火火行为及高压细水雾抑灭火效能的实验研究。本文通过测量分析航空煤油燃烧过程中火焰温度、热流密度、燃烧时间、氧浓度等参数变化,研究了正方形油盘油池面积和油层厚度与航空煤油火行为特性的作用关系。基于上述关于航空煤油池火的研究,结合顶喷高压细水雾,开展了高大空间内细水雾抑灭大尺度正方形航空煤油池火的模拟实验,研究了细水雾流量对抑灭航空煤油池火效能的影响规律,探讨了细水雾对航空煤油池火的抑灭火机理。本文主要研究结论包括:(1)高大空间内大尺度航空煤油池火的燃烧分为三个主要阶段:迅速增长阶段、稳定燃烧阶段、逐渐衰减阶段。油盘尺寸越大,平均燃烧速率越大,热辐射越强烈,火焰温度和空间温度越高。在本实验条件下,当油盘尺寸为1m~2-3m~2,航空煤油的燃烧速率、热流密度、火焰温度发展都与油盘尺寸线性正相关,而4m~2油盘航煤燃烧过程的火焰温度、热辐射发展受到一定抑制。(2)在本实验空间条件下,油层厚度越大,其池火上方高温区域范围越大,持续稳定燃烧时间越长,稳定燃烧阶段相同位置处的热辐射成倍增大,但对其空间最高温度、空间顶部温度影响不大。(3)高大空间内大尺度航空煤油池火的燃烧对空间内氧浓度影响较小,但油盘尺寸及油层厚度的增大都会增加空间氧浓度的消耗。此外,油盘尺寸及油层厚度的增大均会带来池火平均燃烧速率的上升。(4)细水雾能够有效地屏蔽热辐射,降低空间温度,缩短燃烧时间,保护空间结构及抑制池火发展。随着油盘尺寸的增大,固定流量细水雾对池火的抑制作用逐渐减弱。(5)细水雾的流量越大,吸热降温和屏蔽热辐射的能力越强,抑灭火效果越佳。对于4m~2池火,流量系数K=1.0的喷头所产生的细水雾对实验顶部空间的隔热保护能力较差,无法长期控制空间顶部温度处于较低状态;流量系数K=2.5的喷头所产生的细水雾抑灭4m~2池火的能力较好,能够持续控制顶部温度处于安全水平。
【学位授予单位】：中国民用航空飞行学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：V351.392
【图文】：

图 2.1 大尺度实验平台示意图 图 2.2 真实隧道实验空间2.2.2 细水雾发生系统（1）细水雾喷头喷头是细水雾灭火系统的重要组件，其对细水雾雾特性具有关键性影响，根据细水雾流量公式： = √10 其中 Q 为体积流量，L/min；K 为流量系数，无量纲数；P 为工作压力，Pa；本文选用流量系数K分别为1.0和2.5的喷头用于构建细水雾灭火系统。额定工作压力10MPa下，所选喷头的流量分别为 10L/min 和 25L/min，如图 2.3 所示。

图 2.1 大尺度实验平台示意图 图 2.2 真实隧道实验空间2.2.2 细水雾发生系统（1）细水雾喷头喷头是细水雾灭火系统的重要组件，其对细水雾雾特性具有关键性影响，根据细水雾流量公式： = √10 其中 Q 为体积流量，L/min；K 为流量系数，无量纲数；P 为工作压力，Pa；本文选用流量系数K分别为1.0和2.5的喷头用于构建细水雾灭火系统。额定工作压力10MPa下，所选喷头的流量分别为 10L/min 和 25L/min，如图 2.3 所示。

2.1 大尺度实验平台示意图 图 2.2 真实隧道实验空间发生系统水雾喷头水雾灭火系统的重要组件，其对细水雾雾特性具有关键性影响， = √10 为体积流量，L/min；K 为流量系数，无量纲数；P 为工作压力，K分别为1.0和2.5的喷头用于构建细水雾灭火系统。额定工作压的流量分别为 10L/min 和 25L/min，如图 2.3 所示。

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本文编号：2794136