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1、 毕业论文 （ 设计） 题题目目 含含添添加加剂剂细细水水雾雾灭灭火火系系统统分分析析 学学 号号 姓姓 名名 系系 队队 专专 业业 指指导导教教师师 二二九九年年六六月月 毕业论文（设计） 含含添添加加剂剂细细水水雾雾灭灭火火系系统统分分析析 摘摘 要要 细水雾作为哈龙替代品之一，由于灭火高效、无毒，价格低廉和对环境无 污染等优良特性，在全球范围内受到普遍重视并获得广泛研究。但是，细水雾 仍属于抑制熄灭火灾的物理方法，灭火效能要低于哈龙等化学灭火剂，并在某 些特殊火灾场景下的应用存在局限性。因此通过向细水雾中添加其它物质， 对细水雾的物理或化学性质进行改性，是提高细水雾灭火效率的有效方法
2、之一，具有重要的 理论和实际意义 。 本文介绍了含添加剂细水雾的灭火机理，提出了含添加剂细水雾的分 类方法 ，并结合细水雾灭火系统的灭火机理对碱金属盐类及氢氧化物等水溶 性添加剂和泡沫添加剂等非水溶性添加剂的灭火效果进行了分析，指出了 影响含添加剂细水雾灭火系统灭火性能的主要因素。在此基础上，论文 讨论了目前含添加剂细水雾存在的问题,并展望了系统今后的研究方向和发 展趋势。 关关键键词词 添加剂； 细水雾； 雾特性； 灭火性能 毕业论文（设计） Performance Analysis of The Water Mist Containing An Additive Fire Protecti
3、on Systems Abstract As one of Halon potential alternatives, water mist has been widely investigated around the world because of its high suppression effectiveness, non-toxicity, environmental friendliness and competitively price. However water mist is still considered as a physical method of fire su
4、ppression. The efficacy of water mist is lower than chemical agents such as Halon 1301，and has limited application in special fire scenarios. In order to further improve the fire extinguishing effectiveness of water mist, there is recently a consideration of adding additives into water mist, through
5、 amending the physical or chemical properties of water，which is considered as one of the effective ways, has important theoretical and practical significance. This paper, introduced the extinguishing mechanism of water mist containing an additive, proposed the classification method about it. Contemp
6、orary,This paper made analysis of extinguishing mechanism and performance of the water mist using alkalimetals additives which is the water-soluble matter and foam additives which is the non-water- soluble matter. Then, on the foundation of analysis, the main factors work on fire suppression effecti
7、veness and the new problems that brought by the additiveswere pointed out. And, several suggestion and assumptionon the research of this new system was given. Keywords fire additive; water mist; mist characteristics; fire suppression effectiveness 毕业论文（设计） 目目 录录 中中文文 摘摘要要. . 英英文文摘摘 要要. . 目目 录录. . 1
8、绪绪论论 . .1 1.1 研究的背景1 1.2 细水雾灭火系统简介2 1.2.1 细水雾的定义及分级 2 1.2.2 细水雾灭火机理 2 1.2.3 细水雾灭火系统的分类 3 1.3 含添加剂细水雾灭火系统的研究概述4 1.4 研究的目的意义5 1.5 研究的内容5 2 含含添添加加剂剂细细水水雾雾的的灭灭火火机机理理分分析析. .6 2.1 含添加剂细水雾定义6 2.2 含添加剂细水雾灭火机理6 3 添添加加剂剂的的种种类类和和作作用用特特点点. .7 3.1 已开展的实验研究及其分析7 3.2 添加剂的种类9 3.2.1 根据添加剂的作用机理分 9 3.2.2 根据添加剂的性质分 9 3
9、.3 添加剂的作用特点.10 3.3.1 水溶性添加剂 .10 3.3.2 非水溶性添加剂 .11 4 影影响响含含添添加加剂剂细细水水雾雾灭灭火火性性能能的的主主要要因因素素. .11 4.1 雾场特性参数.11 4.1.1 雾化锥角 .12 4.1.2 雾滴动量 .12 4.1.3 雾化颗粒细度（SMD）.12 毕业论文（设计） 4.1.4 雾通量 .12 4.2 添加剂的自身特性（种类）.12 4.3 添加剂的质量分数.13 5 含含添添加加剂剂细细水水雾雾灭灭火火系系统统存存在在的的问问题题及及发发展展趋趋势势. .14 5.1 存在的问题.14 5.1.1 细水雾添加剂的强选择性 .
10、14 5.1.2 添加剂的最优配比问题 .15 5.1.3 添加剂应用的局限性 .15 5.2 今后的发展趋势.15 6 结结论论 . .16 参参考考文文献献 . .17 致致谢谢 . .19 毕业论文（设计） 第 1 页 共 19 页 1 绪论绪论 1.1 研究的背景研究的背景 自哈龙问世以来，由于其在灭火方面具有灭火浓度低、灭火效率高、不导电、无 残留等优异性能，一直是固定灭火系统和手提灭火器中首选的灭火药剂，在抑制熄灭 火灾过程中发挥了极其重要的作用。尤其是在 20 世纪 80 年代初期至 90 年代中期， 哈龙气体灭火剂达到了应用高峰，被广泛地应用于电子计算机房、通讯机房、高低压 配
11、电室、档案馆等重要场所1。但是，由于它的广泛使用破坏了臭氧层，1987 年联合 国环境计划署（UNEP）制定了关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书 ，规定各 国须从 1994 年 1 月 1 日起停止生产和使用哈龙（少量必要场所除外） ，1996 年 1 月 1 日起停止生产和使用氟氯碳。 随着哈龙灭火剂对臭氧层的破坏而被禁止使用2，国内外开发了多种哈龙替代产 品，包括仍以卤代烃为主的灭火剂如 FM200（CF3CHFCF3，七氟丙烷）以及混合气体 灭火剂如 IG-541(由氮气、氢气、二氧化碳组成的混合气体)。但是它们都存在着不 同程度的缺陷:如 FM200 的温室效应值很大，对环境同样存在破
12、坏作用；而 IG-541 灭火浓度大于 30%,“比容积应用量”(反映灭火剂用量、设备用量和占地面积等各项 因素造成建设成本的大小)是哈龙 1301 的 15.11 倍，因此灭火效率远低于哈龙灭火剂。 在这种条件下，发展清洁、高效、环保的哈龙灭火剂替代品已经迫在眉睫。细水雾灭 火技术以其无环境污染、灭火迅速、耗水量低、介质低廉、对防护对象破坏性小等特 点，被视为哈龙的合适替代3。 世界各国因此对细水雾灭火技术开展了广泛、深入的研究，并取得了一系列重要 的成果。同时开始将细水雾应用于动力机舱、交通运输工具、船舰、计算机房、可燃 性液体存储仓库等场所，同样也取得了令人鼓舞的成绩。但是，在使用细水雾
13、灭火的 过程中，也发现了一些问题。如研究人员发现4:普通细水雾难以有效扑救位于障碍 物保护下的火焰；对于通风良好的空间,由于雾滴的大量损失,降低了常规细水雾的灭 火性能；在扑救类似木垛火等深位火灾时,普通流量下,常规细水雾难以有效扑灭,容 易发生复燃；并且当环境温度位于 0 以下时,水会结成冰,限制了低温情况下细水雾 的应用。 在这种背景下，人们开始研究含添加剂细水雾灭火系统，即选择性地向水中添加 一种(或几种)有机(或无机)化合物，以改变细水雾的物理化学性质，提高细水雾的灭 火效能。它的研究在一定程度上弥补了普通细水雾单独依靠物理方法灭火的缺陷，扩 毕业论文（设计） 第 2 页 共 19 页
14、 展了其应用的范围，得到了广大消防科技工作者的支持。因此，进一步提高常规细水 雾的灭火有效性，发展清洁、高效的含添加剂细水雾灭火技术已经成为当今国际火灾 科学前沿的研究热点之一。 1.2 细水雾灭火系统细水雾灭火系统简介简介 1.2.1 细水雾的定义及细水雾的定义及分级分级 “细水雾” （water mist)是相对于“水喷雾” （water spray)而言的，所谓的细水 雾，是使用特殊喷嘴、通过高压喷水产生的水微粒。在 NFPA750 中，细水雾的定义 是：在喷头最小设计工作压力下、距喷嘴 1 米处的平面上，测得水雾最粗部分的水微 粒直径 Dv0.99不大于 1000m5 。Dvf表示水粒
15、累积体积比为 f 的所有水粒粒径都小 于 Dvf。 细水雾按雾滴直径的大小分为 3 级，如图 1.1 所示。第级细水雾为 Dv0.1=100m 同 Dv0.9=200m 连线的左侧部分，它代表最细的水雾；第级细水雾是 第级细水雾的界限与 Dv0.1=200m 同 Dv0.9=400m 连线之间的部分；第级细水雾 为 Dv0.9大于 400m，或者第级细水雾分界线右侧至 Dv0.99=1000m 之间的部分。 图图 1.1 细水雾分级图细水雾分级图 1.2.2 细水雾灭火机理细水雾灭火机理 细水雾是以水为基础的灭火系统，因此它首先包含表面冷却这个灭火机理，但由 于雾化喷嘴、滴径大小、工作压力以及流量的变化，它还通过以下机理共同作用，以 毕业论文（设计） 第 3 页 共 19 页 达到控制、扑灭、抑制火灾的作用： (1)汽化吸热降温作用 由于水滴尺寸很小，它的表面积很大，因而水滴的表面换热系数增大，在环境温 度升高时，可以迅速汽化。由热力学可知，水的汽化潜热很大，可达大约 2280kJ/kg，远比水温升吸热量大得多，因而可吸收大量热量，降低空间的温度6。 (2)隔绝氧气窒息作用
