设计的灭火剂配方需要先进行性能测试,包括燃烧性能、机械性能、贮存性能、灭火性能等,要保证所选配方的气溶胶灭火剂适合贮存与运输[18],灭火性能优良,对其灭火效率的影响因素探究才有意义。本文所研究的灭火效率影响因素包括灭火浓度、空间位置、温度湿度、火源大小、灭火剂药量分配等因素,通过多次的实验总结归纳结论。
探究温度湿度对灭火效率的影响是必要的[19],空气相对湿度较大时,气溶胶灭火剂燃烧产生的固体颗粒容易团聚在一起,使粒子直径变得更大,沉降速度变大,到达火源位置并进入火焰变得更容易,有利于灭火。但当相对湿度过大时,气溶胶燃烧产生的微粒过快凝结,产生越变越大,扩散速度受到影响,反而影响灭火。而在相同的湿度条件下,其温度越高时,气溶胶微粒的布朗运动更加频繁,运动位移越大,扩散运动也越强烈,更有利于气溶胶灭火剂气流运动。
2 配方选择和性能测试
与大多种类的灭火剂一样,气溶胶灭火剂灭火的原理也可以归类于隔绝氧气,抑制火焰蔓延,降低火焰蔓延[20]。S型气溶胶灭火剂在燃烧过程(灭火过程)中会产生锶氧化物和锶盐钾盐等物质,这些物质需要很多的热量来维持吸热的燃烧反应,可以使火焰温度降低。此外,气溶胶燃烧的产物是极小的微粒,这种微粒比表面积大,并由于不稳定性会吸附带点离子,可以另一些活性基团失活,以抑制燃烧反应。气溶胶燃烧时也会产生大量气体阻绝可燃物与空气接触
2。1 配方选择
气溶胶灭火剂的配方决定了灭火剂的各方面性能,关系到灭火剂的灭火效果,是对灭火剂进行探究的基础[21]。在气溶胶灭火剂的组成中,氧化剂会还原剂反应提供能量,需选择含氧量高的化合物,以使气溶胶达到零氧平衡。本文选择KNO3、Sr(NO3)2作为配方氧化剂,无毒无害,稳定性良好。可燃剂要求与氧化剂反应迅速,并可以抑制火焰扩散,本文主要以双氰胺为可燃剂,燃烧残留较少。其他如粘合剂,选用酚醛树脂来使其他组成均匀结合。另外,在配方中加入镁粉使配方燃烧性能更好,燃烧温度理想。
采用正交试验方法确定粘合剂和调节剂的比重,对硝酸锶和硝酸钾比例进行一系列试验。最终确定试验配方:
KNO3——20~30%
Sr(NO3)2——35~50%
双氰胺——20~30%
配方中添加了草酸钾、六次甲基四胺、镁粉,起到调节剂的作用,作为气溶胶灭火剂辅助试剂,可以提高含氧量,完善灭火剂性能。以酚醛树脂做为粘结剂,确定配方后,需通过试验探究其各方面性能,之后再对其进行灭火效率影响因素的探究。
2。2 燃烧性能
2。2。1 实验原理
在气溶胶灭火剂中的组成中,增加氧化剂(硝酸锶、硝酸钾)的组分,会使燃烧速率下降。当氧化剂组分达到一定值时,灭火剂燃烧不完全,残留量很高。其原因是气溶胶中氧组分含量越大,燃烧时会就会受热分解而吸收大量的热,使燃烧速度变低。当其组分达到一定值时,燃烧产生的热被吸收,不足以维持燃烧,便无法传播,燃烧停止。此外,其他成分所占比例也会影响气溶胶的燃烧性能。所以,进行简单的燃烧试验来测试所选配方的气溶胶灭火剂是否具有较好的燃烧速率,残留量是否可以接受。文献综述
2。2。2 试验条件及结果分析
在两个灭火室中,对所选配方的气溶胶灭火剂进行燃烧试验,小灭火室尺寸为22cm×22cm×43cm,大灭火室尺寸为70cm×45cm×55cm,药品均置于直径1。5cm,高4cm的圆柱形模具中。灭火装置置于灭火室角落,大灭火室灭火装置装药5g,小灭火室灭火装置装药2g。每个灭火室进行5次平行试验,记录灭火剂点燃到熄灭的时间,并称量燃烧前后质量,计算残留率。结果如表2。1表2。2所示。