電纜防火涂料阻火有效性試驗(yàn)研究.ppt

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1、電纜防火涂料阻火有效性試驗(yàn)研究學(xué)科專(zhuān)業(yè)：消防工程匯報(bào)人：李曉康中南大學(xué)防災(zāi)科學(xué)與安全技術(shù)研究所2匯報(bào)內(nèi)容一研究背景二研究?jī)?nèi)容三電纜燃燒性能試驗(yàn)研究四電纜水平燃燒試驗(yàn)與數(shù)值模擬研究五結(jié)論3一、研究背景本課題以電纜隧道為研究背景，電纜隧道中常用的阻火措施包括：1.采用阻燃電纜2.采用細(xì)水霧滅火系統(tǒng)3.采用結(jié)構(gòu)防火措施電纜隧道布局電纜隧道內(nèi)防火隔斷4使用阻燃電纜并不能有效阻止火災(zāi)蔓延；自動(dòng)滅火系統(tǒng)造價(jià)高、效率低下、技術(shù)不熟；防火隔斷在火場(chǎng)高溫的作用下存在破裂、失效的可能。防火涂料對(duì)火災(zāi)的抑制作用顯得尤為

2、重要：涂料能夠在一定程度上延緩火焰的蔓延，甚至將火災(zāi)限制在一定范圍內(nèi)，為撲滅火災(zāi)創(chuàng)造了條件。一、研究背景防火涂料在電纜隧道中的應(yīng)用51.錐形量熱儀試驗(yàn)——電纜的燃燒性能通過(guò)熱特性和煙氣特性，通過(guò)熱釋放速率、煙氣生成速率、點(diǎn)燃時(shí)間等參數(shù)衡量防火涂料的阻火效果。2.水平燃燒試驗(yàn)——電纜的延燃長(zhǎng)度設(shè)計(jì)符合電纜隧道實(shí)際環(huán)境的試驗(yàn)平臺(tái)，進(jìn)行電纜水平燃燒試驗(yàn)，研究延燃長(zhǎng)度隨火災(zāi)荷載和通風(fēng)速度的變化規(guī)律。3.數(shù)值模擬——分析驗(yàn)證涂料阻火的有效性利用錐形量熱儀數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)值模擬，與對(duì)水平燃燒試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析。二

3、、研究?jī)?nèi)容6試驗(yàn)材料——銅芯（3×2.5+1×1.5mm2，直徑11mm）YJV電纜以及YDAH-102型水性電纜防火涂料（反復(fù)涂刷5次，干燥厚度0.5mm）。分別對(duì)普通YJV電纜和涂刷防火涂料電纜進(jìn)行試驗(yàn)，熱輻射強(qiáng)度分別選擇20kW/m2、25kW/m2、35kW/m2、50kW/m2、75kW/m2。三、錐形量熱儀試驗(yàn)7三、錐形量熱儀試驗(yàn)1.熱釋放速率對(duì)比分析YJV電纜熱釋放速率涂刷防火涂料電纜熱釋放速率8三、錐形量熱儀試驗(yàn)輻射強(qiáng)度25kW/m2和75kW/m2熱釋放速率對(duì)比曲線總熱釋放量和火

4、災(zāi)增長(zhǎng)指數(shù)對(duì)比火災(zāi)增長(zhǎng)指數(shù)FIGRAindex=peakHRR/timetopeak9三、錐形量熱儀試驗(yàn)2.煙氣生成速率對(duì)比分析YJV電纜產(chǎn)煙速率涂刷防火涂料電纜產(chǎn)煙速率10三、錐形量熱儀試驗(yàn)輻射強(qiáng)度25kW/m2和75kW/m2產(chǎn)煙速率對(duì)比曲線總產(chǎn)煙量和CO產(chǎn)率對(duì)比11三、錐形量熱儀試驗(yàn)3.熱響應(yīng)參數(shù)對(duì)比電纜的著火性能主要由最外層的護(hù)套材料決定，YJV電纜的護(hù)套材料為聚氯乙烯，導(dǎo)熱系數(shù)小，從電纜燃燒過(guò)程來(lái)看，熱量不易穿透護(hù)套材料，因此YJV電纜屬于熱厚型材料。利用1/tig1/2對(duì)輻射熱通量作圖

5、所得的曲線斜率的倒數(shù)是其熱響應(yīng)參數(shù)（thermalresponseparameter，TRP）12YJV電纜和涂刷防火涂料電纜的熱響應(yīng)參數(shù)分別為：TPRe=202.02kWs1/2/m2，TPRc=309.60kWs1/2/m2。熱響應(yīng)參數(shù)反應(yīng)了材料的被點(diǎn)燃能力，其數(shù)值越大越不易被點(diǎn)燃。防火涂料使得電纜材料的熱相應(yīng)參數(shù)增大，點(diǎn)燃難度增加，體現(xiàn)了一定的阻火性能?；貧w曲線三、錐形量熱儀試驗(yàn)13四、水平燃燒試驗(yàn)1.試驗(yàn)平臺(tái)設(shè)計(jì)本課題主要研究通風(fēng)速度和火災(zāi)荷載對(duì)涂刷防火涂料電纜延燃長(zhǎng)度的影響，試驗(yàn)平臺(tái)應(yīng)具

6、備以下幾個(gè)功能：（1）能產(chǎn)生穩(wěn)定的火源功率（72kW）；（2）能改變通風(fēng)狀況（6種風(fēng)速，0~2.4m/s）；（3）能進(jìn)行關(guān)鍵參數(shù)的測(cè)量（溫度，風(fēng)速，延燃長(zhǎng)度）；（4）符合電纜隧道實(shí)際環(huán)境（試驗(yàn)箱尺寸3.5×1×1m3）；（5）便于觀察試驗(yàn)現(xiàn)象（觀察窗3×0.5m2）。電纜橋架長(zhǎng)3m，寬0.3m，下層高0.4m，上層高0.7m14四、水平燃燒試驗(yàn)試驗(yàn)箱內(nèi)部示意圖（后視圖）15火源功率的確定試驗(yàn)采用直徑30cm的油盤(pán)火，燃料為柴油，火源功率通過(guò)稱(chēng)重法測(cè)量。火源的熱釋放速率可通過(guò)計(jì)算。受限空間中柴油燃燒

7、效率約為0.8，可將油盤(pán)燃燒前后的質(zhì)量差與燃燒時(shí)間的比值作為柴油的質(zhì)量損失速率。柴油的燃燒熱值約為52000kJ/kg試驗(yàn)中，將1.5L柴油倒入油盤(pán)內(nèi)點(diǎn)燃，燃燒持續(xù)685s，油盤(pán)質(zhì)量減小1.185kg，火源功率約為72kW。四、水平燃燒試驗(yàn)16四、水平燃燒試驗(yàn)2.YJV電纜水平燃燒試驗(yàn)對(duì)YJV電纜進(jìn)行試驗(yàn)，均是在0m/s風(fēng)速條件下進(jìn)行：敷設(shè)6根電纜，寬度約65mm時(shí)，延燃長(zhǎng)度0.6m；敷設(shè)24根電纜，寬度約265mm時(shí)，經(jīng)過(guò)25min15s，3m長(zhǎng)電纜全部燃盡。YJV電纜燃燒后圖片17試驗(yàn)結(jié)果表明

8、，火災(zāi)荷載量對(duì)電纜延燃長(zhǎng)度有決定性影響。電纜數(shù)量少——釋放的熱量有限，煙氣層溫度較低——未燃區(qū)域電纜獲得的熱量少——不易燃燒；電纜數(shù)量多——熱釋放量大，交叉輻射增強(qiáng)——熱量和高溫?zé)煔馊菀拙奂铀偃紵?。四、水平燃燒試?yàn)18四、水平燃燒試驗(yàn)3.受防火涂料保護(hù)電纜水平燃燒試驗(yàn)試驗(yàn)方案及結(jié)果19四、水平燃燒試驗(yàn)試驗(yàn)過(guò)程圖片20四、水平燃燒試驗(yàn)通風(fēng)因素影響研究通風(fēng)速度是電纜隧道火災(zāi)的重要影響因素之一。提高通風(fēng)速度能顯著加速火焰蔓延，原因是火焰在風(fēng)的作用下傾斜，導(dǎo)致未燃電纜獲得的熱量增加，