油池火中雾卷吸现象的研究
细水雾灭火技术扑灭食用油火灾的研究
细水雾灭火技术扑灭食用油火灾的研究摘要：近几年，各种餐馆酒店火灾频发，其中食用油着火是引发火灾的主要原因之一。
传统的灭火剂扑灭食用油火灾后，食用油会多次复燃。
细水雾作为一种新型的灭火技术在国外已经开始应用，但是在国内的研究才刚刚起步。
本文探讨了细水雾在扑灭厨房食用油火灾方面的研究。
关键词：细水雾；食用油火灾； fdsabstract: in recent years, a variety of restaurants to frequent fires, including cooking oil fire is one of the main causes of fire. fire extinguishing agent of traditional extinguished fire after edible oil, edible oil will be repeated. water mist as a new fire extinguishing technology has been applied in foreign countries, but the domestic research has just started. this paper discusses the water mist in the kitchen cooking oil fire extinguishing.keywords: water mist fire; edible oil; fds中图分类号：tq569 文献标识码：a 文章编号：2095-2104（2013）1. 引言食用油火灾多发生于酒店餐馆的厨房，发生火灾后，火势蔓延速度快，火焰温度高，单位面积热辐射强度大，过火面积广；同时火灾中产生的烟气多、浓度高，建筑屋内可见度低，人员疏散困难。
食用油火灾灭火后容易复燃，扑救难度大，常用灭火设备灭火效果不够理想，甚至无法彻底灭火。
狭长空间纵向通风条件下细水雾抑制油池火的实验研究
狭长空间纵向通风条件下细水雾抑制油池火的实验研究隧道类狭长空间建筑的日益发展在给日常生活带来便利的同时也给火灾防治带来了许多新的问题。
同时,随着科技的进步,社会对狭长空间火灾的防治提出了更高的要求。
细水雾灭火技术由于清洁、高效、对人员和设备安全、用水量少等诸多优点而备受青睐,并且近年来在交通隧道及电缆隧道等狭长空间中逐步得到推广应用,而狭长空间通风条件下细水雾灭火的相关研究相对滞后。
为此,本文选取纵向通风这一狭长空间的典型通风方式,通过实验模拟和理论分析,就狭长空间纵向通风条件下细水雾抑制油池火的机理开展较为系统的研究。
为方便实验研究工作的开展,首先建立了小尺度狭长空间模拟实验台,并对实验台的气流分布特性进行了测量校正。
通过三维LDV/APV系统对静止无风条件下的细水雾雾场进行测量,并利用DPIV技术对纵向通风条件下的细水雾雾场特性进行了实验测量,基于以上实验数据对狭长空间内纵向通风对细水雾雾场的影响进行了理论分析。
参考前人的工作,对现有小型燃烧风洞进行了改造,并在风洞内较为细致地开展了纵向通风条件下油池火燃烧特性的实验研究。
从能量守恒的角度出发,对纵向通风条件下典型液体燃料池火的燃烧过程进行对比研究,给出了各燃料池火燃烧速率随纵向通风风速的变化规律,并对通风加速各燃料池火燃烧速率的加速效应进行了分析。
在风洞内开展了不同辐射强度下酒精的蒸发速率受纵向通风风速影响的实验研究,对不同纵向通风风速条件下酒精池火的热反馈特性进行了实验测量,并在此基础上探讨纵向通风对酒精池火燃烧速率的影响机理。
在无细水雾作用条件下临界纵向抑制风速预测模型的基础上,从火灾区能量守恒出发,建立了细水雾作用下临界纵向抑制风速的预测模型。
在狭长空间模拟实验台上分别开展了细水雾施加前后临界纵向抑制风速的实验研究。
将未施加细水雾时的测量结果与前人预测模型的预测值进行了对比,并根据测量结果对未施加时临界纵向抑制风速预测模型中的系数进行了拟合,在此基础上结合细水雾作用下临界纵向抑制风速的测量结果及纵向通风条件下细水雾雾场在烟气层内吸热的计算结果对本文细水雾作用下临界纵向抑制风速预测模型的准确性进行了验证。
细水雾灭火过程中雾卷吸影响因素的研究
在进行 拟 流体假 设 时一方 面把 颗粒 相看 成和 流 体 一样 ， 另一 方 面 要 考 虑 颗粒 相 本 身 的特 点 。根 据 拟 流 体 的假 设 ， 颗粒 相 的细 水 雾 密度 可 以用 连 续介 质 的密 度来 定 义 ：
细水 雾灭 火过程 中雾卷 吸影 响 因素 的研 究
５ ９
ｍ 一 丌＿ ｐ Ｕ ｒ ２ ｚ — —ｔｌ －ｒ ｅ
一
，
为了得 到单 位 时间 内细水 雾 在火 焰 面 内的吸热
量 ， 要 对细 水雾 在 火 焰 面 内完 全 蒸发 的 时 间进 行 需
估算 。液滴 在火 焰 区 的吸热 方式 主要 有 ： 流 、 对 辐射 及导 热 。其 中导 热 与 前 两者 相 比 ， 差 两个 量 级 以 要 上 ， 以忽 略 。而对 流 与辐 射 换 热 量 可 由下 面 的方 可 程 组 给出 。再将 细水 雾 出 口的轴 心线 至火焰 表 面划
细 水 雾 灭 火 过 程 中雾 卷 吸影 响 因素 的研 究
余 明高 ， 喜 玲 ， 李 郝 强 ， 玉龙 段
（ 河南理工大学 安全科学 与工程学 院， 河南 焦作 ４ ４ ０ ） ５０ ３
摘要 ： 细水 雾与 火 焰相 互作 用 中雾 滴 主要 是 通过 动 量 和 雾 卷 吸 进 入 火 焰 区 ， 以达 到 抑 制 或 扑 灭 火 焰 的 效 果 。对 细 水 雾 与 煤 油 火相 互 作 用 时 雾卷 吸 现 象及 其 影 响 因素 进 行 了研 究 ， 步 确 定 了 雾 卷 吸 量 的 计 算 方 法 ， 各 种 影 响 卷 初 对
细水雾在 流动过程 中存 在相变 ， 即细水雾 蒸发 为 气体 时 ， 水蒸 汽将 与空气一起 流动 。所 以可 以把细水 雾 质量流速率 看成液滴相 和颗粒相 ， 表达式变 成 ：
水雾对开口油罐燃烧特性的影响
有 ２个方 面 ： 使燃 烧 过 程 中所 急 需 的 氧气 得 到 补 给 和使油 品 的蒸发 速率得 到提 高 。而水雾 使油 品
蒸发 速率 提高 的途径 有 ：１ 粒 径极 小 的雾 滴在 运 （） 动 过程 中相互 碰 撞形 成 粒 径 较 大液 滴 ， 滴 进 入 液 油罐 后 ， 过 动 量 冲撞 油 面 ， 通 引起 油 品 飞溅 ， 大 增 蒸 发量 ；２ 当水 落 于油 面 上 时 ， 导 致 油 面表 面 （） 会 张力下 降 ， 而更 容易蒸 发 ；３ 当水 量较 大 时 ， 从 （） 水 不会 在 接触油 面 后迅 速 受 热 蒸 发成 气 体 ， 是 沉 而 人 油面 ， 形成 水垫层 ， 层水在 接受 到大 量热量 后 底
但不 能灭 火 ， 会 促进 油池 火的 燃烧 。 还
关 键 词 ：开 口 尺 寸 ；油 罐 燃 烧 ；细 水 雾
中 图 分 类 号 ：ＴＱ ３ ． ０ ８３ 文 献 标 志 码 ：Ａ
Ｉ ｆ ｕ ｎ ｅ ｏ ａ ｅ ｉｔｏ ｒ ｎ ｎ ｌ ｅ ｃ ｆＷ ｔ ｒ Ｍ ｓ ｎ Ｂｕ ｎｉ ｇ Ｃｈａ ａ ｔ ｒ ｓ ｉ ｓ ｏ ｅ ｌＴａ ｋ ｒ ｃ ｅ ｉｔｃ ｆ Ｏｐ ｎ Ｏｉ ｎ
为研 究水 雾对 开 口油 罐燃 烧 特 性 的 影 响 ， 建 立 的实验 装置 见 图 １ 。
为 了弄清水 雾对 扑 救 油 罐火 灾 的 影 响 ， 一 步 提 进
收 稿 日 期 ：２０ 卜ｌ ３ １ ０ １
作者 简 介 ： 晓林 （ ９ ６ ） 男 ， 士 研究 生 贾 １８ － ， 硕
届 Ｉ ～
（ ）开 口宽 度５ｃ ａ ｍ，罐 外 燃烧 温 度
液体可燃物.
实验结果表明，当油的初温低于闪点温度时，液面上 第二节 液体可燃 小节名 形成的是扩散火焰为主的燃烧形式。要维持燃烧，就要保 物中的火灾蔓延 证液体具有一定的蒸发速度，也就是说火焰必须向火焰面 前方的液体传送足够的热量，使该部分的液体升温。这样，一、油池（油罐） 在火焰面前方的液体与火焰面正下方的液体之间就产生了 温度差，由温度差而引起了表面张力差，在表面张力差的 火灾蔓延 作用下，便产生了表面流，使得温度较高的液体不断流向 二、液面火灾蔓延* 火焰面的前方以保证液体的蒸发速度与火焰蔓延速度的平 衡。图4-6所示为油面火中，初温高于或低于闪点温度时， 三、液雾中火灾蔓延 对传热过程的影响。上述分析说明了从火焰现象入手，分 析油面火蔓延机理的方法，为制订灭火对策打下了基础。
1 4 4 4 Vl T T h T T T T C T T F l F l F F F l pl l l o l Lv d
(4-17)
当油池直径d很小时，式（4-17）中右端第1项相对较 第二节 液体可燃 小节名 大，忽略其他各项后得到：Vl与d近似成反比关系；当d很 物中的火灾蔓延 大时，式（4-17）中右端第1项相对较小，可以忽略不计， 所以有Vl与d无关的结论。这些进一步证明了图4-5中实验 一、油池（油罐） 结果的正确，这也说明在油池火灾中，蒸发过程是火灾蔓 火灾蔓延* 延的控制过程。要控制蒸发过程，必须控制液体与外界环 二、液面火灾蔓延 境的换热过程。因此，采用泡沫灭火剂在液面上生成一层 三、液雾中火灾蔓延 泡沫层，既能减少向液体的传热量，又能阻止液体的燕发， 是一种防治油池火灾的好方法。 如果在油池中有积水，水一般沉在油池的底部，但水 的沸点（100oC）远低于油的沸点。根据上述讨论，火焰 向液体油传热的同时，油必然也向水传热，所以沉积在油 池底部的水会不断生高。当水温上升到水的沸点时，水就 会沸腾。而水面以上有一层油，这层油的最上层又处于蒸 发、燃烧状态。
细水雾对于油盘火的灭火机理实验研究
喷头在侧面
应用密闭实验箱 ，在箱中放有油盘 ，探讨通过调节喷
头、油盘位置、通风面积及压力，
定量测量油盘火焰熄灭时
油盘在中间
的氧气浓度和灭火时间 ，
分析窒息在灭火中的作用及何时
油盘在
拐角
窒息作用占比重最大。通常情况下，
冷却往往在细水雾灭
图1
火中起主要作用 ，窒息作用不易体现 ，探讨细水雾窒息作
修改时间：2019 年 11 月 06 日 19:28:41
XF-D
电脑
排图文
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校对
mxh
灭火系统设计
细水雾对于油盘火的灭火机理实验研究
师晓婷 1 ，史宏军 2 ，田
宏 1 ，陈
建 1 ，姚
见1
(1. 沈阳航空航天大学 安全工程学院, 辽宁 沈阳 110136；2. 中国人民解放军 93190 部队，陕西 汉中 723200)
200150Biblioteka 1005010
图4
实验方法
实验分别研究不同喷头位置、不同油盘位置、不同通
21.0%
风面积 、不同压强的情况下的窒息作用对灭火效果的影
20.5%
氧体积分数
响。运用控制变量法 ，在灭火过程中对实验数据进行记
录，
通过对不同实验条件下的数据进行比较分析。为减小
实验误差，
每种工况均进行 3 次实验并取平均值。实验工
窒息作用减缓，
一氧化碳的产生量增加。
隙处用防火泥密封保证实验箱的密闭性。根据原始实验
关键词：高压细水雾；
窒息作用；灭火效果；喷头位置；通风面
积；氧浓度
中图分类号：X924.4,TU892
文献标志码：B
障碍物遮挡条件下细水雾与油池火相互作用的实验研究
障碍物遮挡条件下细水雾与油池火相互作用的实验研究朱小勇;房玉东;廖光煊【摘要】障碍物影响下细水雾灭火有效性的研究具有重要的意义.研究了障碍物与火焰的相对位置、细水雾工作压力、喷头距离火焰垂直距离及水平距离等因素对灭火有效性的影响,以及细水雾作用下火灾烟气中一氧化碳、二氧化碳及氧气浓度的变化规律等.结果表明:高压细水雾可以有效扑救部分有障碍物遮挡的油池火,同时喷头距离火焰的水平距离和垂直距离也显著影响着细水雾的灭火速度;高压细水雾在灭火过程中火场的氧气浓度明显升高,二氧化碳和一氧化碳浓度明显降低;细水雾工作压力较低时,一氧化碳浓度反而有所增加.【期刊名称】《火灾科学》【年(卷),期】2014(023)002【总页数】7页(P109-115)【关键词】细水雾;灭火;障碍物;油池火;灭火有效性【作者】朱小勇;房玉东;廖光煊【作者单位】安徽省芜湖市消防支队,芜湖,241000;中国科学技术大学火灾科学国家重点实验室,合肥,230026;中国科学技术大学火灾科学国家重点实验室,合肥,230026【正文语种】中文【中图分类】X9320 引言在火灾环境中，障碍物的遮挡使灭火变得更加困难。
实验证明障碍物的存在对预混火焰或者非预混火焰都有稳定作用［1］，传统的水喷淋灭火系统无法有效扑救障碍物遮挡火焰。
研究人员在没有障碍物的情况下进行了大量的细水雾灭火实验，结果表明对于航空煤油火焰，在喷射覆盖范围之内细水雾可以迅速的熄灭火焰，灭火时间基本小于20秒［2－6］。
美国NIST研究机构进行了细水雾扑救计算机箱体内部有遮挡火焰的实验研究［7］，结果表明在细水雾工作压力低于1MPa的情况下，很难扑灭机箱内部有遮挡的火焰；当压力升高到2MPa时，灭火效果有所改善，细水雾可以扑灭某些遮挡火焰，但他们没有进行细水雾工作压力大于2MPa 的实验。
此外，已有研究表明细水雾对烟气有显著的冲刷作用。
细水雾不仅能提高火场的能见度，还能吸附与溶解有毒产物，促使烟颗粒凝聚沉降，降低火灾中烟气的危害性［8，9］。
细水雾作用下受限空间油池火焰温度分布实验研究
Ｖ １２ Ｎ ． ｏ．６ ｏ１
Ｆ ｂ２ ０ ｅ ．０ ７
细 水雾 作用 下 受 限空 间 油池 火焰 温度 分 布 实 验研究
牛 国庆 一，余 明 高 ，徐 志 胜 ，刘 志超 ，于 水 军
（ ．河 南 理 工 大 学 安 全 科Байду номын сангаас学 与 工 程学 院 ，河 南 焦作 １ ４ ４０ ５０ ３；２ 中南 大 学 防 灾 科学 与 安 全技 术研 究 所 ，湖南 长沙 ． ４ ０７ ） １０ ５
流使 燃料 的燃烧速 率加 快 了．随着细 水雾的连 续施 加 ，火焰 的紊流程度进 一 步增强 ，不连 续
区域进一 步扩 大 ；同时 ，细 水雾不 断吸热汽化 ，高温 区域 逐 步缩小 ，直至火 焰完全 熄灭 、 关 键 词 ：细水 雾 ；池 火 ；Ｉ Ｒ技 术 ；温度场 ；火焰 结构 中图分类 号 ：Ｔ ０ 、 Ｆ８ ６ ３ 文献标 识码 ：Ａ 文章编 号 ：１７ —７ ７ （０ ７ １０ ０ — ５ ６ ３９ ８ ２ ０ ）０ －０ ６０
计 、管 路 、喷头等 元件 组成 ，喷头 为实验 室 自行研 制的 细水雾 喷头 ． （ ）油 盘 ．实 验用 油盘是直 径 ６ ０ｔｎ 的不锈 钢燃料 盘 ，深 度为 １ Ｔ．实 验时 ，在燃 料 盘 中加 ３ ０ ｉ ｏ ２ｍｌ １
入 煤油 （ 均燃烧 热为 ４ ／ ｇ８） 平 ３ＭＪ ｋ Ｊ ，并在 燃料 盘 中注入少 量酒精 以缩 短预燃 时 间 ． （ ）热 电偶测 温系统 ．实 验 中，温度 的测 量采 用 了热电偶测 温系统 ．在受 限空 间的不 同位 置安 置 ４ 镍 铬一镍 硅铠 装热 电偶 ，以测 量在施 加细 水雾 前后火 焰温 度的 变化过程 ．系统共 有 ５ 热 电偶 ，标 号 个 自下而 上为 １号一 ５ ，１号热 电偶 距离 燃烧 器 ５ｃ 号 ｍ，热 电偶间距 为 ３ ｍ． ０ｃ
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油池火中雾卷吸现象的研究
油池火中雾卷吸现象（简称雾卷吸）是指在燃料油池的离心力引起的火焰运动、燃烧物质悬浮在空气中时出现的现象，在消防现场，雾卷吸现象是一种很重要的危险因素。
有关雾卷吸的研究，是为了更好地了解油池火灾的机理，建立有效的油池火灾防治模型，提高消防人员应对油池火灾的能力。
一、雾卷吸现象的形成机理
1、离心力：雾卷吸现象的形成是受离心力的影响。
当油池在着火的情况下，油池的离心力会使火焰向上运动，使离心力有明显的变幅，使燃料悬浮在空气中。
2、水蒸气：当其他小粒子如水滴和加入水蒸气时，由于水蒸气温度降低而形成水露珠，水露珠在空气中飘浮，燃料因此分散，从而形成雾卷吸现象。
3、热量：雾卷吸形成是受热量影响的，火焰产生的热量会使油池内空气升温，使空气中悬浮物易化，从而形成雾卷吸现象。
二、雾卷吸对油池火灾的影响
1、消耗空气中的氧气：空气中的氧气与火焰一起燃烧，从而缩小火焰的燃烧范围，同时消耗空气中的氧气，使消防人员在灭火时出现氧气短缺现象，从而极大影响消防救火效果。
2、影响烟气流动：燃料悬浮在空气中，会使烟气流动发生偏移，烟气会向消防人员的头顶上方运动，增加风量，从而使火焰得以四处扩散，使火势增大，在灭火时，更加棘手。
三、有效防治油池火灾的策略
1、认真审核油池的消防安全：及时清理油池火灾部位的油污，严格检查安装的消防设施是否完好，有效地降低油池火灾的发生率。
2、监督现场火灾管理工作：严格规定油池设备的操作规程、火灾防治措施等，保证火灾管理工作能够有效地进行，避免由于火灾管理不当造成事故扩大。
3、加强消防培训：消防培训是提高消防人员应对油池火灾的有效措施之一，可以通过加强培训，使消防人员对相关知识和技能有更深的了解，从而提高解决火灾问题的能力。
综上所述，油池火灾中雾卷吸现象的发生具有重要的意义，因此，有关油池火灾的研究和防治措施，应加强研究，掌握火灾机理，提高制定有效的防治措施，以抵御油池火灾带来的威胁。