噴頭特性及滅火性能實驗研究

【摘 要】 本文對閉式噴頭的各項性能參數和作用效果進行了測定，結果表明：閉式噴頭各項性能基本達到規范要求，在滅火效果方面單位時間內噴出的水量大，所以撲滅木垛火時間效果較好，能有效抑制陰燃現象，且噴水壓力、木垛量對滅火過程有顯著影響。在一定范圍內，噴水壓力與滅火時間成反比關系；木垛量與滅火時間成正比關系。

【關鍵詞】 閉式噴頭 性能參數

1 實驗部分

1.1材料與儀器

材料：木條，酒精，閉式灑水噴頭ZSTX-15，68℃。

儀器：計算機，熱電偶，數據采集系統，圓規，量角器，卷尺，集水箱。

1.2實驗樣品的預處理

將紅松木加工成400mm×30mm×17mm，300mm×30mm×17mm。紅松木的平均濕度應為6%～14%。

1.3實驗方案

閉式灑水噴頭實驗方案

（1）流量系數實驗方案。將試樣除去框架和濺水盤后安裝在試驗裝置上。試驗壓力從0.05MPa至0.65MPa，每增加0.10MPa測量一次噴頭的流量。對于每一個試樣，壓力先從低升到高，至每一個測量點，再從高降到低，至每一個測量點。將所測得的數據代入公式2，計算每一壓力點的K值和K的平均值，結果應符合規范的規定。在試驗中應修正自壓力表至噴頭出口之間的靜壓差。

（2）滅火性能實驗方案。實驗在5m×5.5m×3.5m的玻璃房中進行，使用尺寸為400mm×30mm×17mm和800mm×30mm×17mm的松木條，采用了2種不同的木條量，不同壓力及不同位置，進行四次木垛火實驗，木垛堆積高度均為17.5m，引燃用酒精火。

實驗一：壓力為0.12MPa，木垛位于噴頭正下方，木條量5.5kg。

實驗二：壓力為0.15MPa，木垛位于噴頭正下方，木條量5.5kg。

實驗三：木垛位于在距噴頭正下方50cm處，壓力為0.12MPa木條量為5.5kg。

實驗四：采用11kg木條，壓力為0.12MPa，堆垛位于距噴頭正下方50cm處。

實驗中熱電偶布置在木垛的正上方150cm，193cm處、緊貼玻璃泡處、燃燒室中心位置處以及噴頭正上方距頂棚5cm處。實驗一、二壓力不同其他條件相同。實驗一、四堆垛數量不同其他條件相同。

2 結果與討論

2.1流量系數實驗結果（見表1）

表1 流量測試實驗數據表

數據分析

噴頭的流量系數K由公式[K=Q10P]計算

式中：Q為流量（L/min）

P為壓力（MPa）

根據BG5135.1噴頭流量系數K的任一測量值均應符合表2的規定。

表2 流量系數表

當壓力小于或等于0.15時測得流量系數不符合要求，其他全部符合。由于水泵功率較大，壓力較低時水泵會出現停機狀態造成低壓時誤差較大。所以認為該噴頭的流量系數符合要求。由于采用水箱收集，放入水管和移出水管易產生時間的誤差，導致集水量的誤差。

2.2滅火性能實驗結果

滅火性能實驗溫度變化數據見表圖1、圖2。

實驗一：壓力為0.12MPa，木垛位于噴頭正下方，木條量5.5kg。

實驗二：壓力為0.15MPa，木垛位于噴頭正下方，木條量5.5kg。

實驗三：木垛位于在距噴頭正下方50cm處，壓力為0.12 MPa，木條量為5.5kg。

實驗四：堆垛位于距噴頭正下方50cm處，采用11kg木條，壓力為0.12MPa。

實驗數據分析

實驗一、二采用0.12MPa和0.15MPa壓力，木垛位置噴頭正下方，木條量5.5kg。觀察室中心處熱電偶變化如圖1。

圖1 不同壓力下溫度變化曲線圖

滅明火實驗一用時124S實驗二用時32S。可見壓力大時滅明火時間短，增加壓力有助于滅火，從圖中可以看處0.15MPa時溫度下降較快。0.12MPa時的木條擺放稀疏有助于燃燒，所以室中心溫度上升較快。

實驗三、四采用11kg和5.5kg木條，位于距噴頭正下方50cm處，壓力0.12MPa，木垛高度都為17.5cm。觀察木垛上方193cm處熱電偶變化如圖2。

由圖2可見11kg時溫度未達到60℃噴頭就開始作用，而5.5kg時溫度達到65℃才開始作用，說明木條量大時產生的熱量多噴頭能在較短時間內使玻璃泡達到作用溫度。至于溫度下降那部分曲線，理論上木條量多下降的應該慢。之所以出現木條量多下降的還快，可能是因為有水滴濺到熱電偶上。

3 結論

根據噴頭性能測試結果與分析可以得到：閉式噴頭各項性能基本達到規范要求，在滅火效果方面單位時間內噴出的水量大，所以撲滅木垛火時間效果較好，能有效抑制陰燃現象，且噴水壓力、木垛量對滅火過程有顯著影響。在一定范圍內，噴水壓力與滅火時間成反比關系；木垛量與滅火時間成正比關系。在火災發生時，灑水噴頭滅火是當今世界上公認的最為有效的自救滅火設施，被廣泛應用，具有安全可靠、經濟實用、滅火成功率高等優點。