高海拔低氣壓條件對細水霧滅火性能影響的實驗研究.pdf

1、中國歷史悠久、古建筑等文化遺產(chǎn)眾多，特別是中國西部高原地區(qū)，分布著大量的寺廟類文物古建筑，如西藏的布達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)，耐火等級低，且其內(nèi)部擁有大量易燃物，防火形勢十分嚴峻。研究高原低氣壓條件對滅火系統(tǒng)的滅火性能的影響，對發(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。細水霧滅火技術(shù)由于其滅火高效、對環(huán)境無污染、對現(xiàn)場人員和設(shè)備安全、用水量少等諸

2、多優(yōu)點，近年來越來越受到人們的青睞。細水霧滅火技術(shù)在平原地區(qū)的滅火性能已開展了大量的研究工作，并已得到廣泛的應(yīng)用，細水霧滅火技術(shù)的上述優(yōu)點也使其在古建筑的火災(zāi)防治方面受到關(guān)注。細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，而細水霧在高海拔低氣壓條件下的滅火有效性、滅火機理等的研究十分缺乏，本文通過實驗研究的方法就高海拔低氣壓條件下細水霧的滅火性能開展了較為系統(tǒng)的研究工作。 為了方便地開展實驗研究工作，首先建立了可獲得低氣

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

4、場結(jié)構(gòu)圖像及通過集水法測量噴嘴下方不同區(qū)域內(nèi)的噴霧量，研究了環(huán)境壓力對細水霧霧場分布的影響。結(jié)果表明，當噴嘴工作壓力不變時，隨著環(huán)境壓力的減小，壓力霧化空心錐噴嘴及實心錐噴嘴所產(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度增加，而霧場中心區(qū)域的噴霧強度減小。 泵組是泵組式細水霧滅火系統(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)的噴霧強度等，最終影響細水霧滅火系統(tǒng)的滅火性能。對柱塞泵在合肥及拉薩兩地的流

5、量特性及泵組效率進行了實驗比較研究，揭示了環(huán)境壓力對柱塞泵流量特性及泵組效率的影響關(guān)系。 利用低氣壓模擬實驗臺，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。實驗在低于常壓環(huán)境的多個不同壓力條件下進行，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)。為了更真實地反映高海拔低氣壓條件對燃料燃燒性能的影響，在合肥和拉薩兩地進行了多種典型可燃物的燃燒特性對比實驗研究。實驗涉及汽油、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燃料燃燒特性的影響規(guī)律，同時為低氣壓條件對細水霧滅火性能影響的研究提供參考。 在合肥、拉薩兩地進行了高、低壓細水霧滅火系統(tǒng)撲滅典型可燃物火的滅火性能實驗。實驗中針對不同的噴嘴、噴嘴工作壓力和不同的燃料，設(shè)計了多種實驗工況，研究了細水霧在不同海拔高度條件下的滅火有效性，分析了氣壓條件對細水霧系統(tǒng)滅火性能的影響關(guān)系。結(jié)果表明細水霧系統(tǒng)在拉薩的滅火綜合性能優(yōu)于合肥。通過對不同氣壓條件下