使火灾科学当前热点“细水雾灭火”研究更加符合火灾实际
近日，中国科学技术大学火灾科学国家重点实验室刘江虹等研究人员，利用三维激光粒子动态分析仪（ＬＤＶ／ＡＰＶ系统），以东北红松和ＰＭＭＡ（ｐｏｌｙｍｅｔｈｙｌ ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）为燃料，从燃料特性、细水雾流量及喷嘴距试样高度三个方面着手，研究其对灭火效果的影响模式。初步阐明了细水雾抑制、熄灭固体火焰的机理。
据介绍，联合国环境保护公约——蒙特利尔公约，在１９８７年签署时对各签约国提出明确目标：在２１世纪初叶取代卤代烷系列灭火剂，从此，喷水灭火系统、ＣＯ２、惰性气体及泡沫等高新技术研究备受重视。细水雾灭火技术以其无环境污染、灭火迅速、耗水量低、破坏性小以及适用于航空、航天飞行器火灾等特殊火灾的特点，在喷水灭火系统中占有极其重要的地位，被看作是卤代烷系列灭火剂的主要替代品。
刘江虹指出，对于细水雾灭火这一国际火灾科学前沿研究的热点问题，之前研究大部分是针对其与液体或气体扩散火焰的作用机理，极少以固体燃料为研究对象。但事实是，火灾现场存在大量可燃固体，如建筑物构件和材料、某些工厂的原材料及室内物品等。这些固体可燃物，其燃烧特征的复杂性，较之液体或气体燃烧，有过之而无不及。因此，开展具体的细水雾抑制、熄灭固体火焰研究，“十分紧迫、相当重要”。
研究人员首先利用ＬＤＶ／ＡＰＶ系统，测量距离细水雾喷嘴不同位置的雾场特性，包括雾滴速度、雾滴粒径等。然后选择东北红松和ＰＭＭＡ作为固体燃料，具体研究了细水雾与固体池火的相互作用过程。在特定实验条件下，研究了细水雾扑灭这些固体可燃材料火焰的过程，揭示相对位置等因素对灭火有效性的影响。
对两种典型固体可燃物的实验研究表明，细水雾灭火的主要机制是燃料表面冷却——随着细水雾雾滴不断撞击试样表面，试样表面和沉积在表面的细水雾之间发生热量交换，从而降低了试样表面温度，试样汽化率随之下降，最终扑灭火焰。
通过对摄像机记录图像的分析，研究者获得精确的池火熄灭时间，即细水雾开始施加直到固体试样表面明火消失的时间间隔。最后发现：随着细水雾流量的增加，ＰＭＭＡ和松木的灭火时间均下降；同一流量条件下，ＰＭＭＡ灭火时间更长；在小流量情况下?喷嘴离燃烧试样表面越远，灭火时间越短。
此外，随着细水雾流量增加，灭火时间最终会达到一个渐进值——即存在一个临界流量下的最小灭火时间，超过这一流量，即使加大细水雾流量?也不能有效减少灭火时间。
（记者刘英楠 刘东峰）
近日，中国科学技术大学火灾科学国家重点实验室刘江虹等研究人员，利用三维激光粒子动态分析仪（ＬＤＶ／ＡＰＶ系统），以东北红松和ＰＭＭＡ（ｐｏｌｙｍｅｔｈｙｌ ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）为燃料，从燃料特性、细水雾流量及喷嘴距试样高度三个方面着手，研究其对灭火效果的影响模式。初步阐明了细水雾抑制、熄灭固体火焰的机理。
据介绍，联合国环境保护公约——蒙特利尔公约，在１９８７年签署时对各签约国提出明确目标：在２１世纪初叶取代卤代烷系列灭火剂，从此，喷水灭火系统、ＣＯ２、惰性气体及泡沫等高新技术研究备受重视。细水雾灭火技术以其无环境污染、灭火迅速、耗水量低、破坏性小以及适用于航空、航天飞行器火灾等特殊火灾的特点，在喷水灭火系统中占有极其重要的地位，被看作是卤代烷系列灭火剂的主要替代品。
刘江虹指出，对于细水雾灭火这一国际火灾科学前沿研究的热点问题，之前研究大部分是针对其与液体或气体扩散火焰的作用机理，极少以固体燃料为研究对象。但事实是，火灾现场存在大量可燃固体，如建筑物构件和材料、某些工厂的原材料及室内物品等。这些固体可燃物，其燃烧特征的复杂性，较之液体或气体燃烧，有过之而无不及。因此，开展具体的细水雾抑制、熄灭固体火焰研究，“十分紧迫、相当重要”。
研究人员首先利用ＬＤＶ／ＡＰＶ系统，测量距离细水雾喷嘴不同位置的雾场特性，包括雾滴速度、雾滴粒径等。然后选择东北红松和ＰＭＭＡ作为固体燃料，具体研究了细水雾与固体池火的相互作用过程。在特定实验条件下，研究了细水雾扑灭这些固体可燃材料火焰的过程，揭示相对位置等因素对灭火有效性的影响。
对两种典型固体可燃物的实验研究表明，细水雾灭火的主要机制是燃料表面冷却——随着细水雾雾滴不断撞击试样表面，试样表面和沉积在表面的细水雾之间发生热量交换，从而降低了试样表面温度，试样汽化率随之下降，最终扑灭火焰。
通过对摄像机记录图像的分析，研究者获得精确的池火熄灭时间，即细水雾开始施加直到固体试样表面明火消失的时间间隔。最后发现：随着细水雾流量的增加，ＰＭＭＡ和松木的灭火时间均下降；同一流量条件下，ＰＭＭＡ灭火时间更长；在小流量情况下?喷嘴离燃烧试样表面越远，灭火时间越短。
此外，随着细水雾流量增加，灭火时间最终会达到一个渐进值——即存在一个临界流量下的最小灭火时间，超过这一流量，即使加大细水雾流量?也不能有效减少灭火时间。
（记者刘英楠 刘东峰）