附录C (资料性附录)水喷淋的灭火机理


水喷淋的灭火效果来自于液相吸热(冷却)、气相惰化和液滴动量的共同作用。发生在燃料表面的液相冷却作用效果通常最为明显。减小喷头响应时间指数(RTI)的取值并缩短喷头与火源间的距离,能够有效减少水喷淋系统在火灾初期的响应时间,从而提高灭火效果。
    根据液滴的吸热作用实现控火的工作机理如下:
    a)水滴在火焰中分散和蒸发,达到冷却火焰的效果;
    b)对火源周围未燃烧的燃料进行预浸湿,从而延缓和削弱燃料的热分解过程;
    c)假设水滴能够到达燃料表面,则对燃料表面产生冷却效果并消除自由基,从而干扰燃烧反应顺序。
    一旦形成了水蒸气,随之产生的气相惰化作用能够减弱火焰的辐射热甚至实现灭火,其工作机理如下:
    a)使火焰温度降低到其临界熄灭温度,并通过水蒸气的稀释作用降低氧气浓度;
    b)生成的大量水蒸气阻挡了氧气供应;
    c)水蒸气吸收辐射热并减少烟微粒的生成,从而阻挡并减弱了辐射热。
    如果水通过喷洒方式作用于火灾,液滴动量与燃烧生成气体间的相互作用机理如下:
    a)阻塞羽流上升,减少火焰预混和区域内的空气供应;由于扩散火焰的浮力作用,在火焰预混和区内生成负压,从而对周围新鲜空气形成卷吸效果;
    b)冷却烟气的增加降低了氧气浓度并稀释了进入火焰预混和区域内的空气,水流对燃烧气体也有抑制作用。
    如果水喷淋系统中动作喷头的作用范围包括整个火焰传播区域并能预浸湿未燃烧的燃料,则能实现火源附近燃料的预浸湿效果。此过程非常复杂,与动作喷头的总作用面积以及水流量和燃料的浸湿程度有关,因此难以在细节上对其进行预测。如果已知动作喷头的作用范围超过了设定的未燃烧区域,并且已知扩散火焰的辐射热量,就能计算出吸收这个辐射热量所需的最小水流量。考虑到可燃物的垂直表面未吸收水流,实际计算时应设置一个2以上的安全系数。

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