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2018一级消防工程师《技术实务》章节辅导:第三篇第五章第一节

来源:考试网  [2018年8月8日]  【

第五章细水雾灭火系统

第一节系统灭火机理

  细水雾灭火系统的灭火机理与水雾有密切关系。本节主要介绍细水雾的成雾原理、水雾分级以及系统灭火机理。

  一、细水雾的成雾原理

  (一)细水雾的定义及分级

  1.细水雾的定义

  细水雾是指在最小设计工作压力下,经喷头喷出并在喷头轴线下方1.0m处的平面上形成的雾滴粒径Dv0.50小于200μm,Dv0.99小于400μm的水雾滴。

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  2.细水雾的分级

  细水雾按水雾中水微粒的大小分为3级,如图3-5-1所示。Ⅰ级细水雾为Dv0.1≤100μm与Dv0.9≤200μm连线的左侧部分,Ⅱ级细水雾为Dv0.1≤200μm与Dv0.9≤400μm连线的之间部分且不属于Ⅰ级的水雾,Ⅲ级细水雾为Dv0.1>400μm与Dv0.99≤1000μm之间的部分。

  (二)细水雾的成雾原理分析

  1.单流体系统射流成雾原理

  液体以很高的速度被释放出来,由于液体与周围空气的速度差而被撕碎成为细水雾;液体射流被冲击到一个固定的表面,由于冲击力将液体打散成细水雾;两股成份类似的液体射流相互碰撞,将液体射流打散成细水雾;超声波和静电雾化器将射流液体振动或电子粉碎成细水雾;液体在压力容器中被加热到高于沸点,突然被释放到大气压力状态形成细水雾。

  2.双流体异管系统射流成雾原理

  由一套管道向喷头提供灭火介质,另外一套管道提供雾化介质,两种在分离管道系统中传输的物质在喷头处混合,相互碰撞,从而产生细水雾。

  3.双流体同管系统射流成雾原理

  雾化介质与灭火介质在一套管道内混合,其成雾原理同单流体系统。

  二、细水雾的灭火机理

  细水雾的灭火机理主要是表面冷却、窒息、辐射热阻隔和浸湿作用。除此之外,细水雾还具有乳化等作用,而在灭火过程中,往往会有几种作用同时发生,从而有效灭火。

  (一)吸热冷却

  细小水滴在受热后易于汽化,在气、液相态变化过程中从燃烧物质表面或火灾区域吸收大量的热量。物质表面温度迅速下降后,会使热分解中断,燃烧随即终止。表3-5-1列出了雾滴直径、每升水的表面积、汽化时间及自由下落速度之间的关系,从表中我们可以看出,雾滴直径越小,表面积就越大,汽化所需要的时间也越短,吸热作用和效率就越高。对于相同的水量,细水雾雾滴所形成的表面积至少比传统水喷淋喷头(包括水喷雾喷头)喷出的水滴大100倍,因此细水雾灭火系统的冷却作用是非常明显的。

  表3-5-1 雾滴直径、表面积、汽化时间和自由下落速度的关系

雾滴直径

每升水的表面积

汽化时间

自由下落速度

10.0mm

0.6㎡

620s

9.2m/s

1.0mm

6.0㎡

6.2s

4.0m/s

0.1mm

60.0㎡

0.062s

0.35m/s

0.01mm

600.0㎡

0.00062s

0.003m/s

  (二)隔氧窒息

  雾滴在受热后汽化形成原体积1680倍的水蒸气,最大限度地排斥火场的空气,使燃烧物质周围的氧含量降低,燃烧即会因缺氧而受抑制或中断。系统启动后形成水蒸汽在完全覆盖整个着火面的情况下,时间越短,窒息作用越明显。

  (三)辐射热阻隔

  细水雾喷入火场后,形成的水蒸气迅速将燃烧物、火焰和烟羽笼罩,对火焰的辐射热具有极佳的阻隔能力,能够有效抑制辐射热引燃周围其它物品,达到防止火焰蔓延的效果。

  (四)浸湿作用

  颗粒大冲量大的雾滴会冲击到燃烧物表面,从而使燃烧物得到浸湿,阻止固体挥发可燃气体的进一步产生。另外系统还可以充分将着火位置以外的燃烧物浸湿,从而抑制火灾的蔓延和发展。

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责编:sunshine

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