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高压细水雾灭火系统替代卤代烷等传统灭火剂,被广泛应用于船舶火灾的消防与控制中。油池火作为船舶机舱火灾重要火源类型之一,高压常规细水雾会强化油池火燃烧,引发火焰蔓延,同时其布置空间大、安装成本高等特点,一定程度上降低了控制船舶火灾有效性。为进一步提高细水雾在船舶消防中的适用性,本文针对高压细水雾系统的不足,以低压细水雾为基础,研究含KCl、NaCl、CaCl2细水雾抑制油池火的性能,对船舶低压细水雾消防应用具有参考意义。本文基于1.5m(L)×1.5m(B)×1.0m(H)封闭舱室平台,以正庚烷为火源,针对20cm直径油池,采用雾化锥角为80°的水雾喷头,对不同添加剂(NaCl、KCl、CaCl2)、不同质量分数溶液(5%、10%、15%、20%)、不同喷嘴压力(0.2MPa、0.4MPa、0.6MPa)条件下低压细水雾抑制油料火焰燃烧进行了实验研究,目的为比较船舶受限空间不同条件下细水雾抑制油池火性能,从而得出最佳抑制配比方案。通过对火焰燃烧状态及舱室环境参数变化的测量,分析了不同条件下庚烷燃烧火焰高度、庚烷质量损失速率、火焰温度、环境温度以及火焰形态等参数变化规律。研究结果表明:(1)低压纯水细水雾可强化油池火焰燃烧,其燃油质量损失速率、火焰高度、火焰温度较庚烷自由燃烧要高得多,其最高值分别为:2.0g/s、75cm、550℃。(2)低质量分数(5%)溶液抑制燃油损失速率差,KCl溶液随压力或溶液质量分数的提高,平均质量损失速率呈线性下降趋势;NaCl和CaCl2细水雾随溶液质量分数提高,平均质量损失速率先下降后升高(10%为数值最低点)。含KCl、NaCl、CaCl2细水雾抑制庚烷平均质量损失速率最佳压力为0.6MPa,最佳质量分数分别为20%、10%、10%,对应最低值为0.147g/s、0.159g/s、0.123g/s,较庚烷自由燃烧损失速率0.227g/s分别下降了35%、29%、45%。抑制油池火质量损失速率性能比为:CaCl2>KCl>NaCl。(3)KCl、NaCl对火焰温度有良好的抑制效果,CaCl2对火焰温度影响较弱,0.6MPa喷嘴压力下KCl与NaCl抑温效果最好,其温度曲线最高可从550℃降低36%至350℃。三种添加剂中,最低温度曲线从小到大排列为NaCl22)。(5)含添加剂细水雾可有效降低舱室内环境温度。KCl质量分数为20%时壁面温度曲线峰值最低,分别为65℃(0.2MPa)、63℃(0.4MPa)、53℃(0.6MPa);NaCl质量分数为10%时曲线峰值最低(40℃),20%曲线最高(70℃);同样CaCl2质量分数为10%曲线峰值最低(50℃)。(6)NaCl对火焰燃烧形态影响最明显,其火焰燃烧随压力变化开始衰减的时刻为:120s(0.2MPa)、110s(0.4MPa)、40s(0.6MPa),其次为KCl:120s(0.2MPa)、90s(0.4MPa)、60s(0.6MPa),而CaCl2火焰形态变化受压力影响小。(7)三种添加剂下整体火焰高度随质量分数提高的变化趋势为:下降(KCl)、上升(NaCl)、下降(CaCl2)。KCl、NaCl、CaCl2溶液皆在0.6MPa压力下达到最低火焰高度,其抑制配比分别为20%(KCl)、10%(NaCl)、20%(CaCl2)。实验证明KCl对火焰高度抑制的效果最好,其火焰在25-35cm间波动且迅速熄灭。(8)20%质量分数的KCl溶液在0.6MPa喷嘴压力条件下抑制油池火效果最好。