1.1 研究的目的及意义

1.1.1 研究的目的

本论文旨在高压释放条件下超细干粉灭火剂管内流动压力损失特性研究，在大容量的灭火剂容器中，用不可燃气体充高压来实现高压气流带动灭火剂经管路的高速释放。通过实验法控制研究对象的相关变量进行试验，如管路沿程阻力，管路扩张收缩，不同管径大小，弯管角度变化及不同的管路放置状态对高压释放过程中灭火剂管内流动压力损失的影响，继而测量获得管内流动压力变化的数据来解决本课题中主要研究的问题。

1.1.2 科学意义

干粉灭火剂是一类干燥、流动性好的微细固体粉末，主要由一种或多种具有灭火能力的微细无机粉末和各类添加剂构成，如防潮剂、防结块剂、流动促进剂、染色剂等，其中灭火粒子粒径大小及分布对灭火效果有很大的影响。单位灭火剂灭火效能与灭火剂粒子粒径密切相关，灭火组分临界粒径愈大，小于临界粒径的灭火粒子分数愈大，则灭火效果愈好。国标中能检测到的最小粒径为40μm，小于此值具体分布却没有指明，而实际上各类灭火粒子临界粒径大都小于此值。因此，若将灭火剂粒子粒径减少至临界粒径时，则灭火效能会大大提高。例如，采用粒径小于20μm的K2S04制备干粉灭火剂，在共用量仅为20％时发现其灭火效能比普通K2S04灭火剂高出121％；粒径小于43μm的NaHCO3，灭火剂灭火效能是普通型的221％，灭火效能提高l倍多。当干粉灭火剂粒径小于临界粒径时，灭火剂粒子全部起灭火作用，干粉灭火效能大大提高，用量明显减少。将灭火剂粒径减少至5μm，甚至0.5μm时，灭火效能将急剧上升，灭火效能是常规灭火剂能力几十倍，同时用量也仅为其百分之几。这主要是因为：超细粉体比表面积大，活性高，形成均匀分散、悬浮于空气中相对稳定的气溶胶，受热分解速度快，捕获自由基能力强，故灭火效能急剧提高。由文献中可查得英国KIDD公司曾研制出粒径<5μm的碳酸氢钾超细高效干粉灭火剂，经全淹没式灭火实验表明：灭火效能是一般灭火剂的10倍[1]。正是因为超细干粉灭火剂有如此多的特点，所以用它取代“哈龙”灭火剂在飞机消防系统中的应用正是众望所归，因此将超细干粉灭火剂作为此次研究的主体对飞机消防研究意义重大。

在设计飞机消防系统过程中，灭火剂输送管路的结构构成是直接影响灭火效率的重要因素之一。为达到快速灭火的要求，管路在输送灭火剂时必将处于高压的状态。通过变换不同管路特征，研究超细干粉灭火剂在高压释放条件下通过各种不同管路时压力的数值变化，得出不同管路特征对超细干粉灭火剂输送过程中的压力损失，对设计一个合理、高效、经济的飞机消防系统灭火剂输送管路具有重大科学意义。

1.2国内外发展状况及存在问题

1.2.1 国内外对气固两相在管路内流动特性的研究

1.2.2 发展趋势

1.2.3 国内外工程应用

1.2.4 存在问题

1.2.5 解决的问题

2 高压条件下超细干粉管内流动压力损失实验平台设计

2.1实验装置与灭火剂

实验系统由灭火瓶、瓶头阀及其与瓶头阀配套使用的灭火剂施放启动装置（由气动装置、高压气体和电磁阀组成）、被测管路、灭火剂喷头和数据采集系统组成。

实验装置图

为高压释放条件下超细干粉在水平放置55°弯管管路内压力损失特性的实验装置图。其他影响因素实验只需将管路做相应调整即可进行。

2.1.1 灭火剂

灭火剂：BC超细干粉灭火剂

参照《超细干粉灭火剂》GA578-2005标准，对本次实验所使用的BC超细干粉进行实验比对。对超细干粉灭火剂的松密度、粒度及其分布、斥水性、抗结块性、电绝缘性和喷射性能等基本物化性能等可能影响实验效果的重要因素进行实验测定。测定结果与标准比对如下表2.1所示。