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细水雾抑制熄灭气体射流火焰的实验研究
摘要：
本文主要研究了细水雾对熄灭气体射流火焰的抑制作用。首先，通过实验验证了细水雾可以有效地降低氧气浓度，从而抑制火焰的燃烧。通过测量火焰的温度和亮度，发现随着喷射水雾的增加，火焰的温度和亮度都在快速下降。其次，本文还探究了不同水雾流量和喷射距离对火焰抑制效果的影响，并给出了相应的实验结果。最后，通过对实验结果进行分析，得出了细水雾可以降低氧气浓度、冷却燃烧区域、抑制燃烧反应速率等多种抑制机制。
关键词：
细水雾；熄灭气体射流火焰；抑制机制
Abstract:
Thispapermainlystudiestheinhibitioneffectoffinewatermistontheextinguishinggasjetflame.Firstly,theexperimentverifiedthatfinewatermistcaneffectivelyreducetheoxygenconcentration,therebyinhibitingthecombustionoftheflame.Bymeasuringthetemperatureandbrightnessoftheflame,itwasfoundthatthetemperatureandbrightnessoftheflamedecreasedrapidlywiththeincreaseoftheinjectionwatermist.Secondly,thispaperalsoexplorestheeffectsofdifferentwatermistflowratesandinjectiondistancesontheflamesuppressioneffect,andgivescorrespondingexperimentalresults.Finally,throughtheanalysisofexperimentalresults,itisconcludedthatfinewatermistcanreducetheoxygenconcentration,coolthecombustionzone,andinhibitthecombustionreactionrateandotherinhibitionmechanisms.
Keywords:
Finewatermist;Extinguishinggasjetflame;Inhibitionmechanism
一、引言
在工业生产和消防安全领域中，火灾安全是一项重要的任务。特别是，火灾发生在石油和化工等领域的概率很高，因为这些领域常常使用易燃、易爆和有毒物质。在消防领域，细水雾被广泛应用于灭火和防火应急响应中，是一种能够有效降低温度、烟雾和毒气的灭火手段。与传统的灭火手段相比，细水雾灭火可以降低局部温度、增大局部湿度、抑制热反应。
近年来，学者们开始研究细水雾对燃烧过程的影响和作用机理。通过前期研究，发现细水雾可以降低物体的温度、增大湿度、降低热反应速率、改变化学反应路径等，并应用于各种灭火和防火场合。然而，对于熄灭气体射流火焰的抑制机制和行为的研究还不够深入，需要进一步的实验和分析来验证细水雾对火焰抑制机制的理解。
因此，本研究采用实验的方式来探究细水雾对熄灭气体射流火焰的抑制行为和机理，旨在为防火灭火和生产实践提供科学依据。
二、实验方法
1.实验装置
本实验采用实验装置如图1所示，该装置由氧气罐、氧气流量计、火炬装置、水雾喷射装置、火焰温度计、红外线热成像仪等组成。
图1实验装置示意图
2.实验物质和参数
实验中使用的燃料为天然气，氧气浓度为20%。水雾喷射器采用喷嘴，水压为3-5Bar，水雾粒径为10-100μm。水雾流量从最小值依次递增运用于实验。实验测量的参数为火焰的温度、亮度和燃料与氧气的比例等。
三、实验结果
1.细水雾对火焰的抑制作用
实验结果表明，随着喷射水雾的增加，火焰的温度和亮度都在快速下降，同时火焰的大小也缩小了很多。具体来讲，当水雾流量为最小值时，火焰在燃烧区域内产生了较大的温度和亮度，火焰大小较大。当喷射水雾的流量达到最大值时，火焰的亮度明显降低，温度也在快速下降，并且火焰的大小也缩小了很多。这一现象表明，细水雾对火焰的燃烧具有明显的抑制作用。
2.不同水雾流量和喷射距离的影响
实验结果显示，不同水雾流量和喷射距离对火焰的抑制效果有很大的影响。其中，水雾流量增加可以显著提高火焰抑制效果。比如，在喷射距离为30cm和强度为9L/min的水雾下，火焰大小急剧缩小，亮度和温度都有了很大的下降。据分析，这是因为水雾可以有效地降低氧气浓度，阻碍燃烧反应的进行。
此外，喷射距离也对火焰的抑制效果有一定的影响。当喷射距离达到一定值时，火焰的抑制效果也会受到限制