顶棚材料的细水雾保护实验研究|高压细水雾
时间：2019-03-29 03:14:35 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘要： 对细水雾灭火系统保护娱乐场所顶棚材料耐火性能的效果进行研究，在中国科学技术大学火灾科学国家重点实验室进行了小尺度模拟实验。实验结果表明，细水雾灭火系统采用侧喷式对火焰灼烧顶棚材料进行保护时，在抑制并扑灭火焰的同时，细水雾能冷却顶棚材料的受火面和衰减火焰辐射，有效的保护顶棚材料，提高了其耐火性能。通过多组实验数据进行比较得出，运用细水雾保护顶棚材料是可行的，能有效的抑制火焰和保护顶棚材料，给类似工程的消防设计提供了参考。
关键词： 细水雾；顶棚材料；保护
0 引言
部分公众聚集场所大量采用易燃可燃材料装修，带来大量的火灾隐患，无法通过消防验收或投入使用后易造成重特大火灾事故，深圳舞王歌舞厅火灾及福建长乐“拉丁”酒吧火灾便是典型案例。许多人对建筑工程的火灾防控进行了研究，对采用细水雾灭火系统保护建筑工程的研究和探讨也较多，但通常是研究自动灭火系统对火焰的扑救，对顶棚装修材料的保护性研究则较少，笔者则从对顶棚装修材料的保护性方面进行思考，提出了采用细水雾灭火系统来对顶棚装修材料的耐火性能进行保护的设想。细水雾在抑制和扑灭火焰的同时，还能对顶棚装修材料的受火面进行冷却和衰减火焰辐射，有效的保护顶棚装修材料，提高其耐火性能。通过进行小尺度模拟实验，对细水雾抑制并扑灭火焰，保护顶棚装修材料的效果进行研究，对实验数据进行了对比和分析，得出了结论，供大家参考。
1 小尺度模拟实验
1.1 实验装置及各部分介绍
1.1.1 数据采集系统：包括数据采集器、热电偶、计算机 数据采集器（自制）：数据采集器采用泓格ICPDAS I-7018 8通道热电偶输入模块。热电偶：采用铠装镍铬一镍硅（K型）热电偶：测温范围为
（-50-1300）℃，短期工作温度为1200℃，长期工作温度为900℃，误差一般在(6～8)℃ ，直径2mm。
热电偶的布置：本次实验中将热电偶树竖直布置，在与油盘上方垂直方向均匀布置4个热点偶，热电偶离油盘及热电偶之间的距离均为200mm；另在顶棚上部（热电偶1、2）和下部（热电偶3、4）分别布置2个热电偶，以便观测到顶棚上下表面的温度。油盘离地主高度为500mm。
1.1.2 细水雾系统 实验使用的细水雾系统通过高压往复泵提供实验所需水压。喷头距地面的高度为150cm，位置为距油盘中轴线50cm处。实验采用六孔普通细水雾喷头，实验过程中填塞了向上方向的两个喷嘴，使其水雾方向只有水平和向下方向。通过侧喷的方式施加细水雾，达到抑制火焰及温度，保护顶棚的目的。
1.1.3 实验材料 实验材料采用的是泰山牌纸面石膏板，尺寸为600×600mm。
1.2 实验内容 测量细水雾侧喷对火焰的抑制和扑灭过程中的温度变化：①变化细水雾喷头压力，从1.0，3.0MPa两个压力变化；②变化油盘大小，从直径200mm，300mm两个大小变化。
1.3 实验过程（分为6个工况）
①根据实验示意图搭建好实验台；
②根据实验工况表调整好实验所用油盘和细水雾的压力；
③在油盘里注入一定量的油品，搅拌静置一段时间后引燃；
④开启数据采集程序，采集不同位置热电偶的温度；
⑤火焰稳定后施加细水雾，观察其对顶棚的保护效果；
⑥关闭细水雾及数据采集系统，换顶棚板;
⑦重复2-6步骤，做完所有工况。
2 实验结果和讨论
2.1 实验工况 实验所用油品为柴油，以酒精引燃。细水雾喷的方式为侧喷，喷口距油盘中轴50cm，离油盘高度有100cm。
工况1，油盘直径为200mm，未施加细水雾任油品在实验条件下自由燃烧。结果热电偶3和4所测的温度达到了100°C左右，即顶棚下表面的温度将达到危险等级，热电偶1和2所测温度也稍有升高，即顶棚上表面的温度也有上升。热电偶5，6，7，8分别是油盘中轴线上方从上至下每相隔200mm一个的点温度，从上到下温度升高，但其整体趋势一致。从温度的波动程度上来看，燃烧的湍流度不大，火焰比较平稳。
工况2，油盘直径为200mm，细水雾喷头压力为1MPa。在细水雾施加之前，顶棚上表面温度达到90°C左右，细水雾施加以后，由于其对火焰和热烟气的抑制作用，热电偶所测温度迅速下降，20s左右降至室温左右。同时，火焰区热电偶的温度除在施加初期有一个上升外，然后迅速下降，35s左右降至室温，在侧喷情况下不仅抑制住了火势，还顺利将火焰扑灭。
工况3，油盘直径为200mm，细水雾喷头压力为3MPa。同工况2相比，工况3在细水雾施加之前，顶棚上表面温度也达到90°C左右，处于危险状态，在细水雾施加以后，温度迅速下降，与工况2的25s左右降至室温不同的是工况3仅需15s左右。
工况4，油盘直径为300mm，任油品在实验条件下自由燃烧。与工况1相比，由于油盘从200mm增大到300mm，导致其热释放速率明显增大，火焰和烟气温度明显上升。热电偶3和4所测的温度迅速上升，最高能达到150°C左右，即顶棚下表面的温度达到危险等级，热电偶1和2所测温度也有升高，顶棚下表面的温度最高达到了70°C左右，四个温度点测得的数据明显比工况1高了许多。同样，从热电偶5，6，7测得的温度来看，可以看出从上到下温度升高，整体趋势一致，这一点与工况1相似，但其测得的火焰温度也明显上升。
工况5，油盘直径为300mm，细水雾喷头压力为1MPa。在细水雾施加之前，顶棚上表面温度超过了100°C，细水雾施加以后，温度下降，50s左右降至室温，同时，同样由于卷吸作用，火焰区热电偶的温度除在施加初期有一个小小的上升外，然后下降，80s左右降至室温。与工况2相比，工况5无论是从顶棚温度下降的时间上还是从整体火焰温度下降的时间上都要长一些。
工况6，油盘直径为300mm，细水雾喷头压力为3MPa。同工况5相比，工况6在细水雾施加之前，顶棚上表面温度也达到145°C左右，处于极其危险状态，在细水雾施加以后，温度下降缓慢，比工况5的50s左右降至室温相比，其用时将近75s左右，同时，顶棚上表面的温度也有一定的下降，同样也下降缓慢。火焰区热电偶的温度在细水雾施加后却是一个相反的现象，细水雾施加初期由于卷吸作用有一个上升，然后持续波动，剧烈燃烧近60s后才开始下降，到最后降至室温用时超过120s。这种现象与工况2和工况3的情况恰恰相反，增大其压力反而使得其抑制能力下降。
