含添加剂细水雾灭A类火实验研究

■ 赵俊青 沈阳航空航天大学安全工程学院

各种灭固体火灾的方法中细水雾的应用最为广泛有效，细水雾系统作为主要替代卤代烷系列灭火剂的灭火系统，是多年来国际上细水雾研究的热点之一。本文通过对在受限空间内使用无添加剂的细水雾与添加F-500和十二烷基苯磺酸钠的细水雾进行灭A类火的对比实验（其中A类火分别用木垛火与泡沫木垛混合火来模拟），对不同浓度添加剂对细水雾灭火机理和灭火效率的影响，以及含添加剂细水雾灭A类火有效性和细水雾提高灭火效果的最佳浓度进行分析。

一、试验模型的建立模型建立。

在5 m×5 m×3 m的封闭空间中其顶部安有细水雾喷头，喷头距地面高2.8 m，其中细水雾灭火系统由水箱、水泵、压力表、管道、细水雾喷头等组成，其中喷头采用的是上海金盾消防安全设备有限公司生产的X WT-B04细水雾喷头。细水雾系统的搭建如图1所示。本次实验火场空间见图2，火场空间的门高2 m，实验时火场空间内的环境温度为20℃，相对湿度52%。用此封闭空间来模拟火灾现场，进行火灾的引燃及熄灭实验用所测得的数据对比来得出我们想要的结论。

图1 细水雾发生装置结构示意图

图2 火场空间

为了确定一个对于实验比较合适的压力，分别选取4 Mp a，7 Mp a，10 Mp a这三个压力灭木垛火比较灭火的情况，三个压力下的灭火时间见表1。根据实验数据能够看出当压力为7 MP a时的灭火时间最长，为了使对比无添加剂细水雾和含添加剂细水雾灭火效果在灭火时间的反应上更加明显，本实验选取7 MP a的压力做实验。

表1 不同作用压力下木垛火灭火时间

二、结果与讨论

1.无添加剂细水雾作用下实验数据及结论

表2 无添加剂细水雾作用下实验数据

根据实验所得的热电偶数据，应用origin软件将空烧木垛与木垛泡沫混合火的热电偶数据绘制成如图3和图4所示；

图3 无添加剂细水雾灭木垛火的温度-时间变化曲线

图4 无添加剂细水雾灭木垛泡沫混合火的温度-时间变化曲线

通过以上分析可知：在细水雾灭A类火的实验研究中主要的考核参数是火焰的熄灭时间，熄灭时间是指从细水雾开始施加到固体试样表面至明火消失的时间间隔。根据实验数据可以得出无添加剂细水雾灭木垛火的灭火时间为120 s，无添加剂细水雾灭木垛泡沫混合火的灭火时间为70 s，根据图像可以看出细水雾灭木垛火有复燃的现象，而细水雾灭木垛泡沫混合火无复燃的现象。热电偶5的温度相对较高即木垛中心温度较高，热电偶5处于木垛中间是五个热电偶的最下面，当火灾发生时热空气上升，但是灭火时细水雾将热空气压到下方所以热电偶5的温度在灭火时温度依然会保持一段时间甚至有上升趋势，然后在细水雾的持续灭火下温度再下降。

根据图像还可以看出点燃火后温度逐步升高，当施加细水雾后，由于水滴在火焰区蒸发，水雾的平均滴径越小，蒸发量越大，蒸发过程中吸收大量的热量，是火焰温度下降。并且细水雾雾滴的蒸发会使火焰区域的氧气浓度降低，抑制了木垛的燃烧，一些较大滴的细水雾液滴会穿过火焰滴落在木垛的表面，因为木材燃烧表面温度高所以液滴会继续蒸发，这样会降低木垛的表面温度，也会有助于灭火。

2.含F-500细水雾作用下实验数据及结论

表3 含F-500细水雾作用下灭木垛火实验数据

根据实验所得的热电偶数据，应用origin软件将所保存的含F-500的细水雾灭木垛火的热电偶数据，绘制成图（如图5、图6所示）。

图5 含1.5%F-500浓度下的细水雾灭木垛火的温度-时间变化曲线

图6 含1.2%F-500浓度下的细水雾灭木垛火的温度-时间

通过以上分析可知：根据实验所得灭木垛火时含F-500细水雾的灭火时间对比无添加剂细水雾的灭火时间可见对于灭木垛火含添加剂细水雾的灭火效果要好于无添加剂细水雾的灭火效果，对于灭木垛火F-500最好的浓度为1.5%，但是木垛火会产生复燃……

含添加剂细水雾作为新的实验研究对于建筑防火有很大帮助，建筑防火设计中可以采用含添加剂细水雾来灭火提高灭火有效性来减少损失，提高灭火效率所以对细水雾的研究是有研究价值的，本文用F-500与十二烷基苯磺酸钠两种添加剂细水雾灭A类火的有效性，得出以下结论：（1）细水雾对木垛火的明火灭火性能较好，不能够有效抑制木垛阴燃现象，会复燃。（2）对比无添加剂细

三、结语

水雾的灭火时间和含添加剂细水雾的灭火时间得出F-500与十二烷基苯磺酸钠两种添加剂都能提高细水雾灭A类火的有效性。（3）本文通过改变添加剂浓度，证实了不同浓度添加剂灭不同可燃物的灭火效果不同，其中F-500灭木垛火的最佳浓度是1.5%，灭木垛泡沫混合火最佳浓度是1.2%。十二烷基苯磺酸钠灭木垛火的最佳浓度是1%，灭木垛泡沫混合火最佳浓度是0.7%。（4）根据实际应用的成本和添加剂的浓度及其灭火时间所反映的灭火效果，十二烷基苯磺酸钠的最佳浓度低于F-500的最佳浓度，效果好且价格低，所以实际应用十二烷基苯磺酸钠更适合做添加剂。（5）木垛泡沫混合火比木垛火的烟气更浓且毒性更大。

参考文献：

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