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碳氢/有机硅/低碳醇三元系泡沫及抑制煤自燃的效果分析

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化工学报 2022年第1期73卷 470-479页

作者：贾海林陈南焦振营程龙赵万里潘荣锟河南理工大学煤炭安全生产与清洁高效利用省部共建协同创新中心河南焦作454000 河南理工大学安全科学与工程学院河南焦作454000 中国平煤神马集团炼焦煤资源开发及综合利用国家重点实验室河南平顶山467099

泡沫灭火剂是常用的火灾扑救方法之一,但常规泡沫灭火剂存在半衰期短,析液、聚并迅速而影响灭火效能的问题,基于火灾化学和活性剂技术,提出碳氢表面活性剂SDS、有机硅表面活性剂LS-99和低碳醇的三元系泡沫体系,并系统探究碳氢/有机硅/... 详细信息

泡沫灭火剂是常用的火灾扑救方法之一,但常规泡沫灭火剂存在半衰期短,析液、聚并迅速而影响灭火效能的问题,基于火灾化学和活性剂技术,提出碳氢表面活性剂SDS、有机硅表面活性剂LS-99和低碳醇的三元系泡沫体系,并系统探究碳氢/有机硅/低碳醇的复配配比。通过表面张力、发泡高度、稳泡系数的大量测试,发现LS-99的临界胶束浓度为0.0083%。LS-99和SDS二元系在降低表面张力、提升发泡高度和稳泡系数方面具有良好的协同增效作用。在此基础上引入适量浓度的能够延缓泡沫析液、聚并的异丁醇,设计出了性能优良的碳氢/有机硅/低碳醇泡沫灭火剂。LS-99、SDS和异丁醇的质量分数为0.1%时,测试结果表明SDS/LS-99/醇三元系泡沫的发泡倍数可达52.5倍,25%析液时间可达210 s,300 s时的稳泡系数高达0.958,半衰期远超常规泡沫。煤自燃的灭火抑制实验表明,SDS/LS-99/醇三元系泡沫作用下,煤自燃各反应阶段的活化能相较于空气氛围均增大,反应难度增强;最大失重速率下降,反应剧烈程度减弱。初期吸热阶段的吸热量为78.3 J/g,大于空气氛围下煤氧复合的吸热量,吸热增幅高达2.16倍。放热阶段的放热量为1765.4 J/g,相较于空气氛围放热降幅达到15.15%,表明SDS/LS-99/醇三元系泡沫对煤自燃具有良好的灭火效果。

关键词：三元系泡沫表面活性剂低碳醇 25%析液时间稳泡系数最大失重速率吸放热量

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防灭火三相泡沫发泡稳定及流动性能研究

工业安全与环保 2017年第11期43卷 1-4,24页

作者：吕科宗蒋新生徐建楠吴嫦后勤工程学院军事供油工程系重庆401311 重庆大学城市建设与环境工程学院重庆400000

为研究油品火灾三相泡沫的发泡稳定与流动性能的关系,利用Waring-Blender方法对6种固相粉体制备三相泡沫,并分别以发泡高度、25%析液时间及表观粘度为参数,对其发泡稳定及流变性能进行表征,并通过Herschel-Bulkley方程对三相泡沫流变曲... 详细信息

为研究油品火灾三相泡沫的发泡稳定与流动性能的关系,利用Waring-Blender方法对6种固相粉体制备三相泡沫,并分别以发泡高度、25%析液时间及表观粘度为参数,对其发泡稳定及流变性能进行表征,并通过Herschel-Bulkley方程对三相泡沫流变曲线进行拟合。实验结果表明,亲水及"两亲"粉体制备的三相泡沫具有较高的发泡高度及稳定性,疏水粉体制备的三相泡沫的发泡及稳定性能不足;流变测试结果显示三相泡沫属于屈服-假塑性流体且流变本构方程与Herschel-Bulkley方程拟合较好,其中亲水及"两亲"粉体制备的三相泡沫屈服-假塑性流体性质较疏水粉体制备的明显,表观粘度较大,流动性不足。

关键词：油品火灾三相泡沫发泡高度 25%析液时间流变特性

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有机硅表面活性剂复配体系下的泡沫性能

消防科学与技术 2020年第4期39卷 510-512页

作者：孟亚伟郭宗昌中国民用航空飞行学院四川广汉618307

对有机硅表面活性剂、发泡剂、稳泡剂等5种试剂运用正交实验法开展泡沫性能筛选实验。采用自主设计的机械臂振荡装置测定该复配体系的发泡倍数和25%析液时间。采用自主设计的泡沫耐热性测定装置测定该复配体系的热稳定性时间。正交实验... 详细信息

对有机硅表面活性剂、发泡剂、稳泡剂等5种试剂运用正交实验法开展泡沫性能筛选实验。采用自主设计的机械臂振荡装置测定该复配体系的发泡倍数和25%析液时间。采用自主设计的泡沫耐热性测定装置测定该复配体系的热稳定性时间。正交实验设计为5因素4水平。实验结果表明:有机硅表面活性剂、发泡剂和稳泡剂产生了较好的协同作用,复配体系的25%析液时间较单一有机硅表面活性剂提高了10倍以上。对该复配体系的发泡倍数、25%析液时间、泡沫热稳定时间综合分析发现:当Si-4903、APG、BS-12、黄原胶、6501质量浓度比为10∶20∶10∶1∶1时泡沫性能最好。

关键词：有机硅表面活性剂正交实验法发泡倍数 25%析液时间泡沫热稳定性

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泡沫热态稳定的探索性试验研究

消防科学与技术 2020年第12期39卷 1720-1722页

作者：吴京峰谈龙妹周日峰郎需庆尚祖政牟小冬焦金庆中国石油化工股份有限公司青岛安全工程研究院化学品安全控制国家重点实验室山东青岛266100

通过观察在热油面上泡沫状态和油品温度的变化,研究了泡沫热态稳定性及泡沫性能对油温的影响因素。试验证明,油品温度决定泡沫的热态稳定性,泡沫在油面上稳定停留的临界油温为125℃;当油温>135℃时,随着油温增加,泡沫消失速度越来越快... 详细信息

通过观察在热油面上泡沫状态和油品温度的变化,研究了泡沫热态稳定性及泡沫性能对油温的影响因素。试验证明,油品温度决定泡沫的热态稳定性,泡沫在油面上稳定停留的临界油温为125℃;当油温>135℃时,随着油温增加,泡沫消失速度越来越快。油温降速与油品温度、泡沫析液速度、油品黏度有关,而与发泡倍数无关。油温越高、泡沫析液速度越快、油品黏度越低,油品降温速度越快。

关键词：高油温泡沫泡沫性能发泡倍数 25%析液时间泡沫稳定性

固定式压缩空气泡沫系统单喷头喷洒特性及灭火效能

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消防科学与技术 2020年第8期39卷 1130-1134页

作者：赵森林熊慕文文沛王管建韩焦石祥建高旭辉林语南京南瑞继保电气有限公司江苏南京211102 九江中船长安消防设备有限公司江西九江332000

对5种典型结构喷头进行了单喷头喷洒压缩空气泡沫和纯水试验,对喷洒介质在底面上的密度分布以及喷洒的泡沫25%析液时间进行比较分析。研究发现,喷头结构类型和流动参数都会影响泡沫析液特性,喷头内部旋芯会使泡沫稳定性降低;下垂式水喷... 详细信息

对5种典型结构喷头进行了单喷头喷洒压缩空气泡沫和纯水试验,对喷洒介质在底面上的密度分布以及喷洒的泡沫25%析液时间进行比较分析。研究发现,喷头结构类型和流动参数都会影响泡沫析液特性,喷头内部旋芯会使泡沫稳定性降低;下垂式水喷头的底面分布均匀性较好,而扰流喷头和两种七孔喷头的底面分布均匀性相对较差,且下垂式水喷头和扰流喷头在更高的压力和流量条件下的底面分布均匀性降低;同时,压缩空气泡沫系统的喷头选型可以在一定程度上参考相应喷头的喷水特性。选用最优性能参数喷头,建立火灾模型,开展固定式压缩空气泡沫系统全尺寸变压器热油火灾试验,验证喷头与固定式系统的适配性。

关键词：压缩空气泡沫喷头分布密度 25%析液时间

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水基型灭火剂扑救液体火灾关键性能对比研究

消防科学与技术 2024年第10期43卷 1424-1428页

作者：刘慧敏王帅白斌应急管理部天津消防研究所天津300381 工业与公共建筑火灾防控技术应急管理部重点实验室天津300381 天津市消防安全技术重点实验室天津300381

为了进一步规范泡沫灭火剂和水系灭火剂等水基型灭火剂的适用火灾类型和灭火应用场景,厘清对上述两类灭火剂的认识误区,选择应用广泛的水成膜泡沫灭火剂和水系灭火剂,按照GB 15308-2006《泡沫灭火剂》规定的标准试验方法对表面张力、界... 详细信息

为了进一步规范泡沫灭火剂和水系灭火剂等水基型灭火剂的适用火灾类型和灭火应用场景,厘清对上述两类灭火剂的认识误区,选择应用广泛的水成膜泡沫灭火剂和水系灭火剂,按照GB 15308-2006《泡沫灭火剂》规定的标准试验方法对表面张力、界面张力、发泡倍数、25%析液时间以及灭火性能进行对比试验研究。研究结果表明,水基型灭火剂使用泡沫产生装置应用时,水成膜泡沫灭火剂的关键性能特别是灭液体火效果优于水系灭火剂,绝大多数水系灭火剂达不到对于液体火灾的理想扑救效果。因此,基于对比试验结果和产品标准对水基型灭火剂的性能要求,建议水系灭火剂应用场景为充装水基型灭火器、扑救固体和液体初起火灾,泡沫灭火剂则应结合固定式泡沫灭火系统和消防车等移动式灭火装备,扑救石油化工储罐等场景下的大型液体火灾。

关键词：水基型灭火剂泡沫灭火剂水系灭火剂发泡倍数 25%析液时间液体火灾

泡沫枪口径及流量对泡沫灭火剂发泡性能影响研究

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泡沫枪口径及流量对泡沫灭火剂发泡性能影响研究

作者：郭建生中国民用航空飞行学院

学位级别：硕士

航空消防应急救援是保障民航运行安全的重要一环,具有举足轻重的作用。随着我国民航运输量的快速增长,航空安全压力逐渐增加,发生飞行事故的风险也随之增加。航空消防应急救援是飞行事故救援的绝对主题,直接关系到飞行事故应急救援的成... 详细信息

航空消防应急救援是保障民航运行安全的重要一环,具有举足轻重的作用。随着我国民航运输量的快速增长,航空安全压力逐渐增加,发生飞行事故的风险也随之增加。航空消防应急救援是飞行事故救援的绝对主题,直接关系到飞行事故应急救援的成效。在航空消防应急救援中,泡沫灭火剂是灭火和救援保护的关键资源,直接关系到航空消防救援的成败。然而,我国目前对机场消防救援装备泡沫灭火剂使用效率方面的研究比较匮乏,缺乏机理性的深入研究。为了提高泡沫灭火剂的灭火效能,本论文以航空消防救援使用的水成膜泡沫灭火剂发泡性能为基本参量,研究影响水成膜泡沫灭火剂发泡倍数的因素和水成膜泡沫灭火剂不同发泡倍数下的灭火效果。本文以不同流量的泡沫溶液(3.0L/min-5.0L/min)和不同口径的泡沫枪(1.0cm-3.0cm)为变量,分别对泡沫的发泡倍数、25%析液时间、泡沫喷射距离和泡沫均匀性进行测试研究,并在此基础之上研究不同流量泡沫溶液与不同口径泡沫枪对泡沫灭火性能影响。在一定范围内,实验结果表明,随着泡沫溶液流量的增加:(1)发泡倍数变大;(2)25%析液时间延长;(3)泡沫喷射距离变大;(4)泡沫均匀性变好。随着泡沫枪口径的增加:(1)发泡倍数先变大后保持不变;(2)25%析液时间先延长后保持稳定;(3)泡沫喷射距离变大(4)泡沫均匀性变好。在有效的泡沫溶液流量范围内,利用最小二乘法拟合发泡倍数与泡沫枪口径之间的关系,呈二次函数关系,=++。另外,根据所测数据得知,在一定范围内调节泡沫溶液流量与泡沫枪口径对泡沫性能的改善都比较优异,具有适用于机场消防的潜力。为了数据的完整性,本文选取不同口径泡沫枪与不同流量泡沫溶液,分别进行泡沫灭火实验验证。实验结果表明:(1)在泡沫溶液流量3.0L/min情况下,火势随着泡沫枪口径的增加均未扑灭;(2)在泡沫溶液流量3.9L/min情况下,泡沫灭火时间随着泡沫枪口径的增加,灭火时间逐渐缩短。综上,在一定范围内调节泡沫枪口径与泡沫溶液流量可以有效提高泡沫发泡倍数、25%析液时间、泡沫喷射距离和泡沫均匀性等性能,而且有助于优化和提升机场消防应急救援能力。

关键词：泡沫溶液流量泡沫枪口径发泡倍数 25%析液时间灭火性能

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气液两相式泡沫枪性能研究

气液两相式泡沫枪性能研究

作者：贾井运中国民用航空飞行学院

学位级别：硕士

基于民航机场用水成膜灭火剂发泡倍数越高,灭火性能越好的实验验证结论,针对现有车载消防技术装备发泡系统倍数偏低、泡沫均匀性弱和稳定性差等缺陷,本文采用自主研发的气液两相式泡沫产生系统,开展了泡沫枪性能研究。本文主要研究内容... 详细信息

基于民航机场用水成膜灭火剂发泡倍数越高,灭火性能越好的实验验证结论,针对现有车载消防技术装备发泡系统倍数偏低、泡沫均匀性弱和稳定性差等缺陷,本文采用自主研发的气液两相式泡沫产生系统,开展了泡沫枪性能研究。本文主要研究内容有两个方面：(1)通过精准控制气体流量和液体流量,研究变动气液比对水成膜泡沫灭火剂水成膜发泡性能的影响;(2)通过调节发泡网级数,研究发泡网级数对水成膜泡沫灭火剂水成膜发泡性能的影响。通过近200次的系列实验测试,实验结果表明：(1)水成膜泡沫灭火剂的发泡倍数与气液比呈正相关。当气液比在2.5-15之间变化时,气液比每增加2.5个单位,发泡倍数则增长3个单位的量级;当气液比在15-22.5之间变化时,气液比每增加2.5个单位,发泡倍数增长趋势变缓,并在增长至18个单位左右时达到稳定。在有效的发泡网级数范围内,利用最小二乘法拟合发泡倍数与气液混合比之间的关系,呈现为对数函数：E=Al+A2*ln(x);(2)水成膜泡沫灭火剂的25%析液时间随气液比的增加先延长后缩短,之后再次增大并最后趋于平稳。当气液比在2.5-5之间变化时,25%析液时间随气液比的增加而延长;当气液比在5-10之间变化时,25%析液时间随气液比的增加而缩短;当气液比在10-22.5之间变化时,25%析液时间随气液比的增加而延长最后趋于稳定;(3)水成膜泡沫灭火剂的发泡性能与发泡网级数呈正相关。增加发泡网级数,将使泡沫液分散为更小的液滴,泡沫发泡倍数随之升高;气体使细小液体更易发泡,泡沫携液能力降低,其液膜厚度变薄,泡沫25%析液时间延长。综上,气液两相式泡沫枪比现有车载消防技术装备系统的发泡性能优良,不仅大幅提升水成膜灭火剂发泡倍数,而且还增加其泡沫稳定性,从而为满足运输机场消防实战一分钟控火需求提供技术装备支持。

关键词：气液比发泡网发泡倍数 25%析液时间最小二乘法