细水雾灭火系统在铁路隧道救援站的应用研究
本课题围绕在铁路隧道救援站中细水雾灭火系统为研究对象，采用了理论分析、冷态试验和灭火实验相结合的手段展开了系统性的研究。本文的研究成果具有较大的理论价值和工程实用性，能为今后细水雾灭火系统在铁路隧道救援站中的设计和安装提供重要的理论依据，本文的主要工作及研究成果有: (1)探讨了细水雾灭火系统的研究现状并对其进行了相关介绍; 文中首先叙述了国内外铁路隧道的发展概况，以及铁路隧道火灾事故的情况，从而引出在铁路隧道救援站中灭火设施的重要性。随后，本文调研了国内外对细水雾灭火技术的研究现状。然后本文对细水雾灭火系统进行了简单介绍，重点对细水雾喷头的特征参数和细水雾的灭火机理进行了理论分析，为实验做出理论指导。最后，对比了细水雾灭火系统与其他灭火系统的特点，并分析了细水雾灭火系统的优越性。 (2)完成了细水雾灭火系统中水路管网设计; 为了保证细水雾灭火系统在发生火灾时能够安全运行，细水雾管网设计将直接影响到细水雾灭火系统的管网末端压力和灭火效果。测定细水雾灭火系统管网末端的压力不仅能够检验细水雾的末端压力是否达到预期要求，还能够确定细水雾的喷雾强度，从而确定细水雾在灭火过程中泵组开启的压力。此外，分别对高1.5m和高4.5m处细水雾喷头的压力进行了对比。结果发现，在泵组相同的工作压力情况下，高度对喷头的工作压力影响较小。 (3)研究了铁路救援站内细水雾颗粒的特性; 细水雾在施加过程中，细水雾的粒径对细水雾的灭火性能有直接影响。由于其粒径尺寸不同，将导致不同的表面积，从而影响细水雾的灭火效果。因此，本文围绕铁路救援站内全淹没细水雾灭火系统的颗粒特性开展了实验研究，利用PIV粒子图像测速设备对隧道内不同位置、泵组不同工作压力以及不同喷头高度对细水雾粒径进行了测试，结果发现这些变量对细水雾的粒径影响较小。 (4)完成了铁路救援站内细水雾对A类固体火灾与B类液体火灾的灭火性能研究; 基于铁路救援站实验模型及细水雾灭火系统，利用两种高度的细水雾喷头开展了模拟铁路救援站内细水雾以全淹没的形式抑制A类固体火灾与B类液体火灾的实验研究。结果发现，对于A类固体火灾来说，两组工况均能达到灭火的效果，在高1.5m处设置细水雾喷头相对于高4.5m处设置细水雾喷头的灭火效果明显。对于B类液体火灾来说，细水雾在施加后能够在短时间内大幅度的降低环境中的温度与热辐射。 (5)完成了模拟实际铁路救援站内细水雾对客车车厢和货车车厢的灭火性能研究; 本文利用高1.5m细水雾喷头对客车车厢内发生火灾时进行了灭火测试，实验达到了良好的灭火效果。细水雾能够有效抑制车厢内的轮胎火最主要原因是大量细水雾能够进入车厢内进行灭火。此外，利用高4.5m细水雾喷头的细水雾灭火系统与压缩空气泡沫系统对货车车厢内发生火灾时的灭火效果进行测试，细水雾能够对18MW的货车车厢标准燃烧物火灾具有控制作用，能够有效降低火源附近的热辐射和隧道的温度场。在一定条件下细水雾与高倍泡沫联合使用能够高效灭火，对周边环境的冷却降温作用也有良好的效果，降低损失。 (6)确定了细水雾灭火系统在铁路救援站中的工程应用参数。 为了将细水雾灭火系统应用到实际工程中，确定了喷头的安装高度和间距、系统末端压力、细水雾的强度等相关工程应用参数。
铁路隧道救援站;细水雾灭火系统;水路管网;细水雾颗粒;灭火性能
天津商业大学
硕士
工程热物理
刘万福
2017
中文
U459.1;U458.1
90
2018-07-18（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）