含NaCl添加劑細水霧特性的實(shí)驗測試研究

日科學(xué)實(shí)踐含NaCI添加劑細水霧特性的實(shí)驗測試研究陳楨'肖鵬' (1.無(wú)錫市消防支隊濱湖區大隊;2.西安科技大學(xué)能源學(xué)院)摘要:本文旨在通過(guò)研究加入氯化鈉添加劑后對細水霧霧滴的冷態(tài)物理霧滅火效果的差異，研究這種工況下的霧場(chǎng)冷態(tài)特性,才能夠比較清特性的影響為研究細水霧中加入添加劑后對于滅火效果的影響奠定基礎。晰 的看出添加劑對霧場(chǎng)冷態(tài)特性的影響，進(jìn)而研究對細水霧滅火效關(guān)鍵詞:細水霧添加劑實(shí)驗果的影響。細水霧霧場(chǎng)結構的特性主要包括霧滴的尺寸分布、速度、霧通測量中以噴頭的垂直中心軸線(xiàn)為基準，向外每隔5mm選擇- -個(gè)量、錐角等。細水霧霧滴的物理特性、幾何尺寸等都對滅火效果產(chǎn)生測量點(diǎn)， 直至距離影響,細水霧中加入添加劑后,細水霧霧場(chǎng)的冷態(tài)特性會(huì )發(fā)生一定的中心軸線(xiàn) 100mm變化，這些變化會(huì )對細水霧的滅火效果產(chǎn)生一定的影響。采用為止。對含氯化鈉LDVIAPV系統對含氯化鈉的細水霧的霧場(chǎng)冷態(tài)特性、霧滴的大小及濃度 為0%、5%、其分布、霧滴的速度進(jìn)行實(shí)驗測試,研究加入氯化鈉添加劑后對細水10%.15% 四種情霧霧滴的冷態(tài)物理特性的影響，為熱態(tài)滅火有效性實(shí)驗時(shí),研究細水況進(jìn)行測量比較。霧中加入添加劑后對于滅火效果的影響奠定基礎。之所以選擇這四種1細水霧發(fā)生裝置壓揉濃度，也是因為通細水霧發(fā)生裝置包括.高過(guò)查閱前人的研究7壓空氣瓶、儲水罐(直徑17cm,資料發(fā)現，熱態(tài)滅高47cm)、小型噴頭以及軟管。8百火實(shí)驗時(shí)，氯化鈉裝置示意圖如圖1所示。濃度為5%，細水0。...... ,實(shí)驗時(shí)所需的壓力由高.霧的滅火效果比較圈4含不同濃度 NaCl細水霧的粒徑分布壓空氣瓶提供，由減壓閥控明顯:氯化鈉濃度制:氯化鈉溶液預先配制后加高壓空氣儲水裝置h增加到 10%，細水量入儲水罐中,就可以由噴頭得組水營(yíng)霧對火焰的抑制作 文1|一515到含不同濃度氯化鈉添加劑用反而有所下降;的細水霧。而氯化鈉濃度超過(guò)。?實(shí)驗中采用的噴頭是德圖1細水霧發(fā)生裝置15%后，溶液中就國制造的Lechler 502 668.30,會(huì )出現沉淀，氯化08.如圖2所示。該噴頭是依靠島鈉難以全部溶解。07壓空氣產(chǎn)生的水壓在噴頭內因此，為了使實(shí)驗o部造成強烈的旋轉運動(dòng)，當旋結果能夠有效地反os轉流體從噴頭噴出時(shí),由于離映細水霧中加入氯心力的作用,使液體粉碎成小圖2 Lechler 502.668.30 噴頭示意圖化鈉添加劑后霧場(chǎng)液滴,從而形成細水霧。冷態(tài)特性的變化情郾感中心結線(xiàn)的距凼(m).2細水霧霧場(chǎng)特性實(shí)驗測試裝置況，本實(shí)驗中的氯圈5霧滴x方向上的速度分布實(shí)驗中采用LDVIAPV系統對細水霧霧場(chǎng)的冷態(tài)特性進(jìn)行實(shí)驗測化鈉濃度 起始點(diǎn)從重0.12]試。三維LDVIAPV系統的典型裝置如圖3所示，由氫離子激光光源、0%開(kāi) 始，每隔5%光纖傳輸光路、三維位移機構測量腔發(fā)射探頭一.綠光選取一個(gè)實(shí)驗點(diǎn)，益00-接收光路、信號5盧光而最高點(diǎn)設定為處理器、以計算接收器15%。機為中心的測控3實(shí)驗數據與流場(chǎng)測試數據傳輸光纖紫光o發(fā)射探頭二記錄及分析分析系統和智能氫離子激光器3.1霧場(chǎng)粒徑化三維坐標架位D-838尺寸分布圖4描移機構等六部分述了對于氯化鈉組成。國濃度分別為0%、00激光多普勒C ] {口1FA755 ]m匹5%、10%、15%的臥離(mm)圈6霧滴y方向上的速度分布測速技術(shù)即指以示波器 信號處理器微機打印機細水霧霧場(chǎng),從噴激光作為光源，圖3三維LDVIAPV系統頭的中心軸線(xiàn)處應用多普勒效應測量流體流動(dòng)速度的一種實(shí)驗測試技術(shù),基于該技術(shù)到距 離中心軸線(xiàn)疊 01- 9%15的測量?jì)x器通常被稱(chēng)為激光多普勒測速儀(Laser Doppler Ve- 100mm處， 霧滴文oulocimeter,LDV)， 又稱(chēng)為激光多普勒風(fēng)速計(Laser Doppler 粒徑的分布情況。Anemometer,LDA)。自適應相位多普勒測速儀(Adaptive Phase 這 里的平均粒徑E 011Velocimeter,APV )系統基于多普勒頻移和多普勒相位差原理,可以自采用體 面積平均,適應地進(jìn)行微粒的大小及速度測量。光路設計和測量工作則由實(shí)驗室即Sautor 亞構粒老師協(xié)助完成。徑(SM中國煤化工實(shí)驗測量中選擇了在距離霧滴出040厘米的水平平面作為測位 μmYHCNMHG量平面,這個(gè)位置也是細水霧與火焰基部相互作用的位置;水壓為0.7MPa。之所以選擇這種距離及水壓,是因為通過(guò)查閱前人的研究出, 隨著(zhù)氯化鈉濃0∞資料發(fā)現，熱態(tài)滅火實(shí)驗時(shí)在噴頭距離油盤(pán)上表面40cm,水壓為度的提高， 細水霧舞中心指線(xiàn)的跑離(mm)0.7MPa時(shí),滅火效果比較理想,可以看出含不同濃度氯化鈉時(shí)細水霧滴 總的來(lái)說(shuō)也在圈7霧滴z 方向上的速度分布299科學(xué)實(shí)踐且氣鎬鎬柄和聯(lián)接套組合裝置的研制與應用李道芳(河南煤化集 團永煤公司新橋煤礦)摘要:氣鎬是利用壓縮空氣使活塞反復撞擊鎬頭來(lái)實(shí)現開(kāi)山、修路和采變, 即在鎬柄側面下方進(jìn)行開(kāi)口。(圖2)手柄礦的一種手提設備?，F在各廠(chǎng)家生產(chǎn)的氣鎬,其氣鎬鎬柄和聯(lián)接套均采用絲鎬柄側面下方開(kāi)口后，為防止鎬柄扣聯(lián)接,這種聯(lián)接方式在壓縮空氣的沖擊下容易滑脫,從而導致造成安全事脫出， 在鎬柄開(kāi)口下緣兩側增設兩條聯(lián)故。新橋煤礦在實(shí)踐過(guò)程中研制出了一種氣鎬鎬柄和聯(lián)接套組合裝置,取得接螺栓，使用擋板將聯(lián)接套組合裝置進(jìn)安裝孔了很好的應用效果。行定位。關(guān)鍵詞:氣鎬鎬柄聯(lián)接套組合裝置研制與應用1.3 聯(lián)接套聯(lián)接套和氣管接頭由連接片.0引言氣鎬由鎬柄、聯(lián)接套、沖擊機構、配氣機構、鎬釬等部件組成,它原來(lái)的絲扣聯(lián)接形式改為焊接成- -個(gè)整聯(lián)接螺栓是利用壓縮空氣使活塞反復撞擊鎬頭來(lái)實(shí)現開(kāi)山、修路和采礦的一體。(圖3)2使用方法種手提設備?，F在各廠(chǎng)家生產(chǎn)的氣鎬,其氣管接頭和聯(lián)接套均采用絲2.1將聯(lián)接套與氣管接頭焊接在一圖2改造后氣鎬鎬柄結構扣聯(lián)接,這種方式存在以下四個(gè)缺點(diǎn):起后安裝在氣鎬錘體上;一是由于活塞的反復沖擊、振動(dòng)，氣鎬鎬柄容易從聯(lián)接套上松2.2將氣鎬鎬柄安裝在聯(lián)接套上;脫,松脫后的氣鎬鎬柄在壓縮空氣作用下容易打傷操作人員,造成安2.3擰緊連接片緊固螺栓，將連接0全事故:二是聯(lián)接套絲扣在沖擊和振動(dòng)作用下容易損壞,造成聯(lián)接套片緊固在氣鎬鎬柄上:氣管接頭報廢,需要頻繁更換,浪費大量的資金;三是由于聯(lián)接套頻繁報廢,造2.4打開(kāi)壓縮空氣閥門(mén)，即可開(kāi)始成氣鎬檢修時(shí)間長(cháng),嚴重影響生產(chǎn)效率。四是檢修不方便。由于聯(lián)接作業(yè)。聯(lián)接套套絲扣容易損壞,檢修時(shí)拆卸很不方便，造成檢修效率低下。3氣鎬鎬柄和聯(lián)接套組合裝置的特為了避免氣鎬操作過(guò)程中的人身傷害事故，延長(cháng)氣鎬使用壽命，點(diǎn)圈3~聯(lián)接套提高生產(chǎn)效率，我們在大量實(shí)踐的基礎上設計制作了一-種氣鎬鎬柄 .3.1可實(shí)現氣鎬操作的本質(zhì)安全由于聯(lián)接套和氣管接頭采用焊接和聯(lián)接套組合裝置,實(shí)現了氣鎬操作的本質(zhì)安全,有效地延長(cháng)了氣鎬一體化結構， 有效地避免了氣管接頭因沖擊、振動(dòng)造成從聯(lián)接套中松脫的使用壽命。傷人的現象,實(shí)現了氣鎬操作的本質(zhì)安全。1氣鎬鎬柄和聯(lián)接套組合裝置的結構3.2 延長(cháng)聯(lián)接套使用壽命聯(lián)接套和氣管接頭采用一體化結構1.1改造前氣鎬鎬柄結構改造前氣后,不再使用絲扣聯(lián)接,避免了聯(lián)接套絲扣因沖擊、振動(dòng)造成的損壞鎬鎬柄側面設計有- -圓形通孔， 風(fēng)管接頭安裝孔現象。 實(shí)際應用表明,其使用壽命可延長(cháng)20倍以上。自圓形通孔中插入與聯(lián)接套通過(guò)絲扣聯(lián)接3.3檢修方便、快捷由于氣鎬鎬柄下部采用開(kāi)口結構,使用螺在一起。在風(fēng)管接頭不拆除的情況下,氣鎬栓固定,因而鎬柄容易拆卸,檢修非常方便。鎬柄無(wú)法取出(圖1)4結語(yǔ)1.2改造后氣鎬鎬柄結構由于改造后圖1改造前氣鎬鎬柄結構通過(guò)實(shí)際應用表明,使用本氣鎬鎬柄和聯(lián)接套組合裝置,可有效聯(lián)接套和氣管接頭改變了以前的絲扣聯(lián)接避免氣鎬操作過(guò)程中的人身傷害現象，月可使聯(lián)接套使用壽命延長(cháng)方式,改為將聯(lián)接套和氣管接頭焊接成一個(gè)整體。在此情況下,原來(lái)20倍以上,工作效率提高5倍以上。據測算,與改造前相比，改造后的氣鎬鎬柄結構形式已經(jīng)不能滿(mǎn)足要求，需要對其結構進(jìn)行相應改每臺 氣鎬綜合效益可達3000元以上,值得推廣使用。(上接第299頁(yè))增大。而霧滴的增大,使得霧滴的動(dòng)量增大,從而使霧滴更容易穿透上升影響。 隨著(zhù)氯化鈉濃度的提高,細水霧霧滴總的來(lái)說(shuō)也在增大，而霧的火羽流到達火焰基部,更能有效的發(fā)揮霧滴的物理冷卻作用,從而提滴 的增大,使得霧滴的動(dòng)量相應增大,從而使霧滴更容易穿透上升高細水霧的滅火效果。同時(shí),霧滴的增大還有利于氯化鈉化學(xué)滅火作用的火羽流到達 火焰基部,更能有效的發(fā)揮霧滴的物理冷卻作用和化的發(fā)揮,這是因為，如果霧滴的動(dòng)量不夠大,不足以穿透上升的火羽流到學(xué) 滅火作用,所以添加劑對霧場(chǎng)尺寸分布的作用直接影響了細水霧達火焰基部,霧滴就會(huì )被上升的火羽流偏移,氯化鈉的化學(xué)滅火作用就的滅火效果?；?上得不到發(fā)揮,從而無(wú)法提高細水霧的滅火效果。添加劑對霧場(chǎng)速度分布的影響是既有增大、又有減小，即加入添3.2霧滴三維速度分布圖5.6.7分別描述了對于氯化鈉濃度加劑后霧滴 y方向上的速度增大,X和z方向上的速度減小，總體速為0%、5%、10%和15%的細水霧霧場(chǎng)，從噴頭的中心軸線(xiàn)處到距度沒(méi)有 多大變化,但水滴方向發(fā)生了變化。添加劑對霧場(chǎng)速度分布的離中心軸線(xiàn)100mm處，霧滴x、y和z方向上速度的分布情況。影響是否會(huì )改變細水霧的滅火性能,將根據火災的具體形式來(lái)決定。從圖6可以看出,隨著(zhù)氯化鈉濃度的增加，霧滴y方向的速度基實(shí)驗中還發(fā)現,距離中心軸線(xiàn)越遠,測量細水霧霧滴粒徑和速本上是逐漸增大的，這和粒徑的增大- -樣有利于霧滴動(dòng)量的增大,有 度得到的實(shí)驗數據越不穩定。 這是因為距離中心軸線(xiàn)越遠,細水霧利于霧滴穿透上升的火羽流到達火焰基部，更有效的發(fā)揮霧滴的物理霧滴受外界 因素的干擾就越大,如周?chē)h(huán)境中空氣的流動(dòng)就會(huì )造成冷卻作用和氯化鈉的化學(xué)滅火作用,提高細水霧的滅火效果。霧滴速度的變化,所以實(shí)驗時(shí)選擇距離中心軸線(xiàn)較近的霧滴來(lái)研究從圖5和圖7中可以看處,加入氯化鈉后,x方向和z方向的速細水霧的霧特 性更有意義。度反而有所降低。這是因為霧滴中氯化鈉的存在,使得霧滴滴徑增[1]姚斌,秦俊,廖光煊.三維LDV/APV系統測量大尺度霧場(chǎng)的硬件布局參考文獻: .大,質(zhì)量也增大,而霧滴從噴頭噴出時(shí)離心力是一定的,所以霧滴 x參數設計及應用.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)學(xué)報,2003-5.和z方向上的速度就會(huì )降低。[2)A.M.Tafreshi.M.di Marzo, Foams and Gels as Fire Protection總之,加入氯化鈉添加劑后,霧場(chǎng)的速度分布有所改變,y方向Agents,.Fire Satety Journal 31999295-305.上的速度增大,x和z方向上的速度減小。雖然總速度量沒(méi)有多大變(3)王“診斷方法,中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)化,但是速度分量卻發(fā)生了較大的變化,造成水滴的方向也相應地中國煤化工產(chǎn)生了變化。氯化鈉添加劑對于細水霧霧場(chǎng)速度分布的影響是否會(huì )火災科學(xué)[4IWi;YHCNMHGwater mist fire suppres-改變細水霧的滅火效果,將取決于火災的具體形式。sion..... ..... working conterence.Albu-4結論querque, 1995 ,397-406.通過(guò)含添加劑細水霧霧場(chǎng)的冷態(tài)特性實(shí)驗研究發(fā)現，細水霧中[5]劉江虹，廖光煊,厲培德等細水霧與固體木垛火相互作用的紅外熱像加入氯化鈉添加劑后,對霧場(chǎng)的尺寸分布及速度分布都產(chǎn)生了很大研究 紅外技術(shù),00.16 23-28.300