低压细水雾雾化特性研究(6)
时间:2017-05-23 22:49 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
目前已研究的细水雾添加剂主要有两大类物质，一类是含碱（土）金属或过渡金属的无机或有机物，被研究有效的物质主要有LiCl、NaCl、NaOH、NaBr、NaI、KOH、乳酸钾、乙酸钾、CaCl2、Ca (NO3 )2、FeCl2、FeCl3、CoCl2、Fe(CO)5、二茂铁等；一类是表面活性剂。表面活性剂是指分子具有固定的亲水亲油基团，在溶液的表面能定向排列，并能使表面张力显著下降的物质。 通常含碱（土）金属或过渡金属的无机或有机物添加后会气化离解产生金属离子或原子，其能捕捉燃烧反应中的自由基，阻断链式反应，发挥化学灭火作用，使细水雾灭火性能提高；另一方面，由于这些添加剂基本属于水溶性物质，随着溶解浓度的增加，雾滴平均质量蒸发速率减小，雾气运动减缓，不利于灭火。上述两种效果同时起作用，灭火效果的提高或降低，取决于这两种作用的相对强弱。当化学灭火作用的增加程度大于雾滴蒸发速率的减少程度时，灭火效果就提高；反之，反映出来灭火效果就降低。当添加量处于最优浓度比时，取得最佳灭火效果；但是含碱（土）金属或过渡金属的无机或有机物添加剂对的水溶液通常有较强腐蚀性甚至有毒性；其次对灭火对象的选择也有限制同时也有可能带来一定的环境问题。因此这类添加剂在逐渐淘汰，对于表面活性的研究在持续。 由于表面活性剂这类物质的特殊结构，使得它们能显著改善两相接触界面的性质，而细水雾灭火过程中的主要环节也需要依靠灭火剂与可燃物在界面的接触相互作用，从而为具有润湿、乳化、增溶、发泡和消泡等诸多特性的表面活性剂作为细水雾灭火添加剂的应用提供了前提条件。所以在这样的前提条件下本次的课题研究是以表面活性剂作为细水雾灭火添加剂作为研究对象。 表面活性剂种类繁多，按照其在水中的离解情况可分为阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、两性表面活性剂和非离子表面活性剂四大类，产品接近20000种，而且不断有新型产品开发出来；同时表面活性剂还具有一些特殊性质，很多表面活性剂产品还具有很好的环保性，生物降解性好，毒性低，因此，使得开发真正意义上的绿色灭火剂成为可能，为选择合适的细水雾灭火添加剂提供了广阔的空间及条件。 在对表面活性剂作为细水雾灭火添加剂的有效性进行全面、详细的研究具体包括：首先，对不同种类的表面活性剂添加到细水雾中,从灭火时间、降温速率、粒径分布规律、张力分析等参数的记录与考察，得到含不同表面活性剂细水雾的灭火有效性规律；其次，对不同表面活性剂复配作为细水雾添加剂的灭火性能进行研究，探讨最佳复配方式及配比；最后，从表面活性剂的分子结构、界面性质、对水雾特性的影响等多方面来阐释其添加到细水雾中的灭火机制。在实际使用中，表面活性剂的复配添加到细水雾中可能是更好的选择，因为表面活性剂之间的协同效应将带来比添加单一表面活性剂更好的灭火性能。由于不同类别表面活性剂在分子结构和性质上具有差异，因此其添加到细水雾中后的灭火作用机制也不同[9][10]。 2.4.2含添加剂的细水雾灭火技术 细水雾是通过发射装置，将压力水从喷射孔中高速喷出，与周围空气产生强烈摩擦，水流被撕裂，从而形成直径非常小（几十微米到几百微米之间）的雾滴。 细水雾灭火技术是目前比较先进的灭火技术,它有许多优点：灭火用水量少、破坏性小、冷却作用强、灭火效果好、系统文护成本低、对环境无污染、清洁高效，实现了多种灭火效应(气相冷却、隔氧窒息、阻隔热辐射、浸润作用) 的组合。国内外火灾科学学术界已将含添加剂细水雾作为灭火技术研究的一个新内容。研究表明, 与普通细水雾灭火系统相比，含添加剂的细水雾灭火效能有明显的改善，目前细水雾添加剂的选择主要从化学灭火作用出发，但添加剂的使用会对细水雾的物理灭火作用产生一定不利影响, 添加剂最优浓度配比的确定直接决定含添加剂细水雾灭火能力的发挥。无论是从原理到实践,还是从技术应用到经济的角度,我们可以看出细水雾灭火系统显示出明显的优越性。 (责任编辑：qin) |