基于HFC-125的混合气体灭火剂的灭火性能研究(3)
本论文拟使用杯式燃烧器来测量HFC-125和 组成的混合气体灭火介质通过物理和化学两种灭火机理的协同灭火效应。当混合气体气体灭火介质和火焰相互作用时， 降低火焰温度的同时也减少了燃烧过程中自由基的生成量，自由基数量的减少也就意着所需的HFC-125灭火剂数量的减少，因此混合气体灭火介质的灭火效率比单一的HFC-125灭火剂的灭火效率更高。本文研究了HFC-125和 组成的混合气体灭火介质在灭火过程中HFC-125摩尔含量变化对灭火效率的影响,根据实验结果，以绝热火焰温度计算模型和化学灭火介质与温度的关系研究为背景建立理论计算模型，对实验结果进行绘图分析，最后探讨混合气体灭火介质的协同灭火作用机制。
2 灭火浓度测定装置及试验方法
2.1 试验装置
本实验把本教研室老师研制开发了如图2-1所示的杯式燃烧器作为测定HFC-125灭火剂不同浓度比例下的混合气体灭火浓度的主要实验装置。整体装置主要由燃烧器、灭火介质供给装置、燃料供给和承载空气供给装置以及测温装置四个部分组成。具体装置如图2-1所示。
图2-1 杯式燃烧器试验装置示意图
（1）杯式燃烧器
杯式燃烧器由燃烧杯、底座、外罩、扩散室、燃料接口、支撑台架以及氧化剂接口和混合腔组成。燃烧杯为不锈钢制地，杯口直径为30mm,壁厚度为2mm,对外部表面进行了光滑的处理，以减少气流流经燃烧杯时产生不规则的流动。外罩由石英玻璃制成，其直径为85mm，壁厚度为6mm。该石英玻璃外罩连续使用，最高承受温度为1000 ，如果间断性的使用，最高能承受的温度为1250 ，它在0～1000 的平均热膨胀系数是5.4×10-7/ 。燃烧器底座用来固定玻璃外罩以实现与下部扩散室的无缝对接。由于该实验使用的是混合气体作为灭火剂，故在扩散室的下方增加了一个混合腔以保证混合气体能够在空气流中分散均匀。
（2）气体运输装置
图2-1给出了空气与混合气体灭火剂运输与控制的示意图。HFC-125灭火剂存储在气瓶中，压力为1Mpa，经过减压阀，调节到合适的压力后，进入玻璃转子流量计；然后调节流量计上的针形阀来控制混合气体的流量。在进入燃烧杯之前，气体要先流入混合腔中，使其在混合腔内混合均匀。空气也同样通过减压阀输出，并通过玻璃转子流量计，调节其流量后通入杯式燃烧器，以供给燃料的正常燃烧。
（3）流量计
空气流量计和氮气流量计采用LZB-10型玻璃转子流量计，测量范围为
0.25-2.5m3/h，测量精度为0.1。HFC-125采用的是LZB-4型玻璃转子流量计，测量范围为40-400L/h，精度为10。
（4）测温装置
试验时，通入一定流量的空气，调节HFC-125在混合气体中的摩尔含量与混合气体的流量，以获得所需的混合气体浓度。待火焰稳定后，利用热电偶测量火焰温度。在火焰上方一共设置三组平行热电偶测不同位置的火焰温度，分别为距燃烧杯杯面高度4cm,记为A；距燃烧杯杯面9cm，记为B；距燃烧杯杯面14cm,记为C。验时温度采集频率为1HZ。改变HFC-125在混合气体中的摩尔含量，重复上述步骤，即可获得不同HFC-125摩尔含量下的火焰温度分布的变化。
2.2 试验步骤[13]
（1）将可燃液体放入燃料供应罐中；
（2）将燃料导入杯中，调节液面水平与杯顶部距离在5 mm～10 mm 内；
（3）运行杯的加热装置，使燃料达到（25±3） 或者开口杯式闪点以上（5±3） ，选择较高者。在此过程中，应调整杯中燃料液位，使其在燃料测温装置的上方。注意，在此给出的燃料温度是试验开始时的温度。