空間站細(xì)水霧滅電纜火災(zāi)地面試驗(yàn)研究

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1、第18卷第2期載人航天Vo1.18No.22012年2月MannedSpaceflight85空間站細(xì)水霧滅電纜火災(zāi)地面試驗(yàn)研究劉銀水,郭志恒,蔣卓,毛旭耀(華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院液壓氣動(dòng)技術(shù)研究中心,武漢430074)摘要電纜火是空間站典型火災(zāi)之一。在分析空間站電纜火災(zāi)特征和微重力條件下水霧場特征的基礎(chǔ)上,搭建模擬空間站試驗(yàn)平臺(tái),對不同霧粒直徑、噴射方位、隔擋等對過載電纜的溫度控制效果及水霧條件下電纜的絕緣性能進(jìn)行地面試驗(yàn)研究,得出合適的霧粒直徑范圍及噴嘴的布置方式。關(guān)鍵詞空間站;細(xì)水霧;電纜火;試驗(yàn)研究;封閉空間中圖分類號:V423.70358文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1674—5825(

2、2012)02—0085—05的滅火方式l11。對于載人航天器這樣的特殊密閉環(huán)1引言境,細(xì)水霧滅火有著對人員安全無害、滅火效率電氣火災(zāi)是由于電氣線路、電氣元件、電子設(shè)備高、降溫作用強(qiáng)、能有效撲滅各種火災(zāi)和隔擋火災(zāi)等供配電設(shè)備出現(xiàn)故障釋放的熱能,在具備燃燒條等突出優(yōu)點(diǎn)l2l。目前,美國等國家正在開展細(xì)水霧件下引燃本體或其他可燃物而造成的火災(zāi)。在工業(yè)滅火技術(shù)在載人航天領(lǐng)域的應(yīng)用研究,并進(jìn)行了現(xiàn)場,電氣火災(zāi)是引起重大火災(zāi)的第一原因。在載人搭載試驗(yàn)_3l。航天器、深潛器等密閉空間中,電氣設(shè)備及元件較2空間站電纜的著火特征多,布置緊密,電氣火災(zāi)不易探測,同時(shí)空間存在氧氣,因此,電氣火災(zāi)是空問站火災(zāi)的

3、典型形式??臻g站材料的常見燃燒形式有明火、陰燃、熱解目前適用于電氣火災(zāi)的滅火方式有二氧化碳、等。對于目前常用的電纜絕緣材料如聚氯乙烯,其燃氮?dú)狻⒐垳缁鸬?,但在密閉空問這些滅火方式對人燒形式主要是熱解。熱解是無氧化作用的不可逆化員均存在危害。細(xì)水霧滅火以水(自來水、純凈水、蒸學(xué)分解,其過程并不消耗或消耗很少的氧氣。但電氣餾水等)為工作介質(zhì),沒有任何添加劑,噴射后不會(huì)元件、電纜等電氣設(shè)備熱解生成物中會(huì)含有一定量對人員造成危害;同時(shí)細(xì)水霧對有毒煙氣具有良好的CO、CO等有害氧化物氣體和煙塵顆粒,在生成的吸收、稀釋作用,這種效果是其它滅火劑所不具備CO、CO:等氧化物氣體過程中會(huì)消耗少量的氧氣。

4、研的。另外,借助于空間站的濕度調(diào)節(jié)系統(tǒng),其后處理究表明:普通聚氯乙烯電纜工作溫度不得超過比較方便,而且不會(huì)對臭氧層造成破壞,不會(huì)對環(huán)境70~C,電纜絕緣層溫度達(dá)到100~C以上,電纜絕緣層造成污染。將發(fā)生熱解。近年來,隨著世界各國對細(xì)水霧滅火研究的深微重力條件下,沒有浮力自然對流不存在。若同入,證明細(xì)水霧滅火技術(shù)具有環(huán)保、安全、滅火機(jī)理時(shí)強(qiáng)迫對流也不存在的話,則燃燒過程就由擴(kuò)散過先進(jìn)、滅火效果好、能撲滅A、B、c三類的火災(zāi),對電程所控制,溫度梯度與常重力條件下相比較相當(dāng)?shù)?,氣設(shè)備安全等優(yōu)點(diǎn),細(xì)水霧滅火已被公認(rèn)為最理想因此擴(kuò)散速度低。燃燒特性的不同給火災(zāi)檢測和滅收稿日期:2011-10—24

5、;修回日期:2011-11-09作者簡介:劉銀水(1973一),男,博士,教授,主要從事水壓傳動(dòng)基礎(chǔ)技術(shù)及應(yīng)用、新型綠色消防技術(shù)、深海作業(yè)技術(shù)、電液控制工程等方面的教學(xué)與科研工作。E—mail:liuwater@tom.com載人航天笙!童86在航天器中主要火災(zāi)類型為電氣火災(zāi)以及電氣盡管如此,對于著火來說,支撐其存在的同樣是火災(zāi)引起的其他固體可燃物燃燒火災(zāi)。對電氣火滅三要素:燃料、點(diǎn)火源和氧氣。對于滅火方法而言,需而言,一般早期火場溫度較低,在100cc左右。南于火要針對其中任何一個(gè)和幾個(gè)要素采取措施。場溫度相對較低,水霧的蒸發(fā)時(shí)間大大增加,不利于對于電氣系統(tǒng)火災(zāi)而言,氧氣不是火災(zāi)發(fā)生的火

6、災(zāi)的撲滅。電氣火災(zāi)早期一般不存在火焰,熱空氣決定性因素,絕氧窒息滅火法對于撲滅熱解類電氣對流相對較少,水霧可以直接到達(dá)熱源部分’。火災(zāi)效果并不顯著。二氧化碳、氮?dú)狻⒐埖闹饕獪绫疚难芯吭诿荛]空間進(jìn)行細(xì)水霧滅電纜火試火機(jī)理是窒息。而水霧依靠冷卻和絕氧窒息等多種驗(yàn)試驗(yàn)條件同空間站條件有差異,但只要火災(zāi)發(fā)生機(jī)理達(dá)到滅火的目的,因此其滅火機(jī)理更先進(jìn),滅火地點(diǎn)在水霧噴射范圍之內(nèi),本文的研究結(jié)果對細(xì)水效率更高,更適合電氣火的滅火要求。霉滅火在空間站的應(yīng)用仍具有一定的參考價(jià)值。3微重力條件下的水霧場特征4試驗(yàn)方法微重力條件下的霧場特征如何,目前還沒有詳本文所有試驗(yàn)均在密閉空間環(huán)境內(nèi)進(jìn)行,其外細(xì)的試驗(yàn)測試

7、結(jié)果。圖1為通過仿真得}}{的常重形結(jié)構(gòu)如圖2所示,在其內(nèi)部右側(cè)設(shè)置了兩個(gè)局部和微重力條件下距噴嘴1m處的軸向速度,可以看密閉空間,試驗(yàn)研究主要在局部密閉空間內(nèi)部進(jìn)仃。出,對于細(xì)水霧滅火所采用的離心式壓力噴嘴而言,兩個(gè)局部密閉空問既可作為單獨(dú)試驗(yàn)空間,又口]通由于其口速度高(如圖所示,達(dá)到了26m/s),因此過拆除之間隔離裝置成為一個(gè)試驗(yàn)空問。局部霧粒具有很大的動(dòng)能。在能量的組成中占主要成分;空間內(nèi)裝有多種傳感器,可以實(shí)

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