含钾盐细水雾灭火：实验装置与方法

对Cup-burner实验系统进行改进，去掉细水雾发生及收集系统部分，换为小型干粉压力储罐，使整套装置适用于测量干粉灭火剂的最小灭火浓度。系统简图如图4.39所示。

图4.39　干粉灭火剂最小灭火浓度测量系统

小型干粉压力储罐的进气口连接带有减压阀的空气瓶，使用空气作为供应干粉至火焰区的气体，通过调节减压阀的压力来调节供粉量。小型干粉压力储罐主要包括进气口、出气口、泄压口、压力表和安全阀。进气口连接的管路直通罐底，并在接近罐底的地方设置成伞状，同时，在每条支路上设置三个出气口，保证粉体能在供粉气的带动下在罐内进行充分预混后，再由出气口进入火焰反应区内。在小型干粉压力储罐与Cup-burner实验系统本体之间设置一个稳压罐，作用是尽量减小供粉气体对CH4火焰燃烧的影响。小型干粉压力储罐实物及进气管结构如图4.40所示。

图4.40　小型干粉压力储罐实物及进气管结构

（a）小型干粉压力储罐；（b）进气管；（c）进气管底部

燃料部分选择CH4，流量为0.32 L·min-1；载气为空气，流量为40 L·min-1，改变载气流中干粉的量，观察Cup-burner火焰的情况，直至火焰熄灭。灭火不成功的认定方法同第2 章中纯水细水雾灭火实验。通过测量小型干粉压力储罐中干粉量的改变，计算不同类型粉体的最小灭火浓度，每次干粉浓度发生改变时，Cup-burner火焰维持燃烧60 s后进行下一次改变。(https://www.xing528.com)

用于灭火的粉体选用K2CO3、KNO3、KCl 和KH2PO4。由第2 章的分析可知，为了能使粉体在携流气体的带动下进入火焰反应区，需将粉体的粒径控制在62 μm 以下，而未经任何处理的粉体颗粒粒径普遍大于100 μm，并不符合要求，因此，实验前需对待测粉体进行细化处理。

采用长沙天创粉末技术有限公司生产的GQM-10/15-4实验用球磨机来实现粉体的粉碎细化。杜欣和宋福党的研究表明，原料的种类、球磨机转速、投料量和球磨时间对粉体的细化效果存在一定的影响，当球磨机转速为200 r·min-1、投料量为1 000 g、球磨时间为2 h时，所得粉体的细化效果最好。为尽量降低原料对细化效果的影响，将球磨后的不同钾盐粉体用ZBSX-92A 型震击式标准振筛机进行筛分，得到粉碎细化后不同钾盐粉体的粒径分布，见表4.20。

将4 种钾盐添加剂粉体中小于等于38 μm 的部分用BT-9300 型激光粒度仪进行粒度测试。实验过程为：取少量粉体放入烧杯中，加入80 mL 无水乙醇制备成悬浮液，放入超声波分散器中进行分散，再取少量分散液加入测试槽中进行测试。设置乙醇介质的折射率为1.361，遮光率为10～20，根据不同的钾盐粉体设置颗粒折射率，连续测试5 次取平均值，得到4 种钾盐添加剂粉体的粒径分布，列于表4.21中。

表4.20　不同钾盐添加剂粉体细化筛分后粒径分布　%

表4.21　不同钾盐添加剂粉体的粒径测试结果

由结果可知，经粉碎细化的4 种钾盐添加剂粉体的粒径较为平均，粉体粒径对灭火效能的影响可以忽略不计，并且粉体的粒径小于等于62 μm，可以被携流气体带入火焰反应区。