日科學(xué)實(shí)踐含NaCI添加劑細(xì)水霧特性的實(shí)驗(yàn)測試研究陳楨'肖鵬' (1.無錫市消防支隊(duì)濱湖區(qū)大隊(duì);2.西安科技大學(xué)能源學(xué)院)摘要:本文旨在通過研究加入氯化鈉添加劑后對(duì)細(xì)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冷態(tài)特性,才能夠比較清特性的影響為研究細(xì)水霧中加入添加劑后對(duì)于滅火效果的影響奠定基礎(chǔ)。晰 的看出添加劑對(duì)霧場冷態(tài)特性的影響，進(jìn)而研究對(duì)細(xì)水霧滅火效關(guān)鍵詞:細(xì)水霧添加劑實(shí)驗(yàn)果的影響。細(xì)水霧霧場結(jié)構(gòu)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為基準(zhǔn)，向外每隔5mm選擇- -個(gè)量、錐角等。細(xì)水霧霧滴的物理特性、幾何尺寸等都對(duì)滅火效果產(chǎn)生測量點(diǎn)， 直至距離影響,細(xì)水霧中加入添加劑后,細(xì)水霧霧場的冷態(tài)特性會(huì)發(fā)生一定的中心軸線 100mm變化，這些變化會(huì)對(duì)細(xì)水霧的滅火效果產(chǎn)生一定的影響。采用為止。對(duì)含氯化鈉LDVIAPV系統(tǒng)對(duì)含氯化鈉的細(xì)水霧的霧場冷態(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(yàn)測試,研究加入氯化鈉添加劑后對(duì)細(xì)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(yàn)時(shí),研究細(xì)水況進(jìn)行測量比較。霧中加入添加劑后對(duì)于滅火效果的影響奠定基礎(chǔ)。之所以選擇這四種1細(xì)水霧發(fā)生裝置壓揉濃度，也是因?yàn)橥?xì)水霧發(fā)生裝置包括.高過查閱前人的研究7壓空氣瓶、儲(chǔ)水罐(直徑17cm,資料發(fā)現(xiàn)，熱態(tài)滅高47cm)、小型噴頭以及軟管。8百火實(shí)驗(yàn)時(shí)，氯化鈉裝置示意圖如圖1所示。濃度為5%，細(xì)水0。...... ,實(shí)驗(yàn)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(xì)水霧的粒徑分布?jí)嚎諝馄刻峁?，由減壓閥控明顯:氯化鈉濃度制:氯化鈉溶液預(yù)先配制后加高壓空氣儲(chǔ)水裝置h增加到 10%，細(xì)水量入儲(chǔ)水罐中,就可以由噴頭得組水營霧對(duì)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(xì)水霧。而氯化鈉濃度超過。?實(shí)驗(yàn)中采用的噴頭是德圖1細(xì)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(xiàn)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(nèi)因此，為了使實(shí)驗(yàn)o部造成強(qiáng)烈的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)旋結(jié)果能夠有效地反os轉(zhuǎn)流體從噴頭噴出時(shí),由于離映細(xì)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液滴,從而形成細(xì)水霧。冷態(tài)特性的變化情郾感中心結(jié)線的距凼(m).2細(xì)水霧霧場特性實(shí)驗(yàn)測試裝置況，本實(shí)驗(yàn)中的氯圈5霧滴x方向上的速度分布實(shí)驗(yàn)中采用LDVIAPV系統(tǒng)對(duì)細(xì)水霧霧場的冷態(tài)特性進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測化鈉濃度 起始點(diǎn)從重0.12]試。三維LDVIAPV系統(tǒng)的典型裝置如圖3所示，由氫離子激光光源、0%開 始，每隔5%光纖傳輸光路、三維位移機(jī)構(gòu)測量腔發(fā)射探頭一.綠光選取一個(gè)實(shí)驗(yàn)點(diǎn)，益00-接收光路、信號(hào)5盧光而最高點(diǎn)設(shè)定為處理器、以計(jì)算接收器15%。機(jī)為中心的測控3實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與流場測試數(shù)據(jù)傳輸光纖紫光o發(fā)射探頭二記錄及分析分析系統(tǒng)和智能氫離子激光器3.1霧場粒徑化三維坐標(biāo)架位D-838尺寸分布圖4描移機(jī)構(gòu)等六部分述了對(duì)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(hào)處理器微機(jī)打印機(jī)細(xì)水霧霧場,從噴激光作為光源，圖3三維LDVIAPV系統(tǒng)頭的中心軸線處應(yīng)用多普勒效應(yīng)測量流體流動(dòng)速度的一種實(shí)驗(yàn)測試技術(shù),基于該技術(shù)到距 離中心軸線疊 01- 9%15的測量儀器通常被稱為激光多普勒測速儀(Laser Doppler Ve- 100mm處， 霧滴文oulocimeter,LDV)， 又稱為激光多普勒風(fēng)速計(jì)(Laser Doppler 粒徑的分布情況。Anemometer,LDA)。自適應(yīng)相位多普勒測速儀(Adaptive Phase 這 里的平均粒徑E 011Velocimeter,APV )系統(tǒng)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(yīng)地進(jìn)行微粒的大小及速度測量。光路設(shè)計(jì)和測量工作則由實(shí)驗(yàn)室即Sautor 亞構(gòu)粒老師協(xié)助完成。徑(SM中國煤化工實(shí)驗(yàn)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(xì)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?yàn)橥ㄟ^查閱前人的研究出, 隨著氯化鈉濃0∞資料發(fā)現(xiàn)，熱態(tài)滅火實(shí)驗(yàn)時(shí)在噴頭距離油盤上表面40cm,水壓為度的提高， 細(xì)水霧舞中心指線的跑離(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(xì)水霧滴 總的來說也在圈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(yīng)用李道芳(河南煤化集 團(tuán)永煤公司新橋煤礦)摘要:氣鎬是利用壓縮空氣使活塞反復(fù)撞擊鎬頭來實(shí)現(xiàn)開山、修路和采變, 即在鎬柄側(cè)面下方進(jìn)行開口。(圖2)手柄礦的一種手提設(shè)備?，F(xiàn)在各廠家生產(chǎn)的氣鎬,其氣鎬鎬柄和聯(lián)接套均采用絲鎬柄側(cè)面下方開口后，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(dǎo)致造成安全事脫出， 在鎬柄開口下緣兩側(cè)增設(shè)兩條聯(lián)故。新橋煤礦在實(shí)踐過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(yīng)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(yīng)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(jī)構(gòu)、配氣機(jī)構(gòu)、鎬釬等部件組成,它原來的絲扣聯(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(fù)撞擊鎬頭來實(shí)現(xiàn)開山、修路和采礦的一體。(圖3)2使用方法種手提設(shè)備。現(xiàn)在各廠家生產(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(jié)構(gòu)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(fù)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(bào)廢,需要頻繁更換,浪費(fèi)大量的資金;三是由于聯(lián)接套頻繁報(bào)廢,造2.4打開壓縮空氣閥門，即可開始成氣鎬檢修時(shí)間長,嚴(yán)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程中的人身傷害事故，延長氣鎬使用壽命，點(diǎn)圈3~聯(lián)接套提高生產(chǎn)效率，我們?cè)诖罅繉?shí)踐的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)制作了一-種氣鎬鎬柄 .3.1可實(shí)現(xiàn)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(xiàn)了氣鎬操作的本質(zhì)安全,有效地延長了氣鎬一體化結(jié)構(gòu)， 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(xiàn)象,實(shí)現(xiàn)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(jié)構(gòu)3.2 延長聯(lián)接套使用壽命聯(lián)接套和氣管接頭采用一體化結(jié)構(gòu)1.1改造前氣鎬鎬柄結(jié)構(gòu)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(cè)面設(shè)計(jì)有- -圓形通孔， 風(fēng)管接頭安裝孔現(xiàn)象。 實(shí)際應(yīng)用表明,其使用壽命可延長20倍以上。自圓形通孔中插入與聯(lián)接套通過絲扣聯(lián)接3.3檢修方便、快捷由于氣鎬鎬柄下部采用開口結(jié)構(gòu),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。鎬柄無法取出(圖1)4結(jié)語1.2改造后氣鎬鎬柄結(jié)構(gòu)由于改造后圖1改造前氣鎬鎬柄結(jié)構(gòu)通過實(shí)際應(yīng)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)接避免氣鎬操作過程中的人身傷害現(xiàn)象，月可使聯(lián)接套使用壽命延長方式,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20倍以上,工作效率提高5倍以上。據(jù)測算,與改造前相比，改造后的氣鎬鎬柄結(jié)構(gòu)形式已經(jīng)不能滿足要求，需要對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行相應(yīng)改每臺(tái) 氣鎬綜合效益可達(dá)3000元以上,值得推廣使用。(上接第299頁)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。 隨著氯化鈉濃度的提高,細(xì)水霧霧滴總的來說也在增大，而霧的火羽流到達(dá)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(yīng)增大,從而使霧滴更容易穿透上升高細(xì)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(dá) 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?yàn)椋绻F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(duì)霧場尺寸分布的作用直接影響了細(xì)水霧達(dá)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,從而無法提高細(xì)水霧的滅火效果。添加劑對(duì)霧場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(duì)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(xì)水霧霧場，從噴頭的中心軸線處到距度沒有 多大變化,但水滴方向發(fā)生了變化。添加劑對(duì)霧場速度分布的離中心軸線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(xì)水霧的滅火性能,將根據(jù)火災(zāi)的具體形式來決定。從圖6可以看出,隨著氯化鈉濃度的增加，霧滴y方向的速度基實(shí)驗(yàn)中還發(fā)現(xiàn),距離中心軸線越遠(yuǎn),測量細(xì)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(yàn)數(shù)據(jù)越不穩(wěn)定。 這是因?yàn)榫嚯x中心軸線越遠(yuǎn),細(xì)水霧利于霧滴穿透上升的火羽流到達(dá)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,如周圍環(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(xì)水霧的滅火效果。霧滴速度的變化,所以實(shí)驗(yàn)時(shí)選擇距離中心軸線較近的霧滴來研究從圖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(xì)水霧的霧特 性更有意義。度反而有所降低。這是因?yàn)殪F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(tǒng)測量大尺度霧場的硬件布局參考文獻(xiàn): .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(shù)設(shè)計(jì)及應(yīng)用.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào),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(yīng)地中國煤化工產(chǎn)生了變化。氯化鈉添加劑對(duì)于細(xì)水霧霧場速度分布的影響是否會(huì)火災(zāi)科學(xué)[4IWi;YHCNMHGwater mist fire suppres-改變細(xì)水霧的滅火效果,將取決于火災(zāi)的具體形式。sion..... ..... working conterence.Albu-4結(jié)論querque, 1995 ,397-406.通過含添加劑細(xì)水霧霧場的冷態(tài)特性實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，細(xì)水霧中[5]劉江虹，廖光煊,厲培德等細(xì)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(duì)霧場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