钾盐添加剂浓度对灭火效果的影响

用质量分数分别为1%、2%、5%、10%、15%、20%的K2CO3、KNO3、KCl和KH2PO4溶液细水雾在0.4 MPa条件下对正庚烷火进行灭火有效性实验，结果如图6.14所示。

图6.14　不同浓度溶液细水雾扑灭正庚烷火的灭火时间

由不同浓度的钾盐添加剂细水雾扑灭庚烷火的灭火时间曲线可以看出，当添加剂质量分数小于5%时，除KH2PO4外，K2CO3、KNO3和KCl 添加剂都能提高纯水细水雾的灭火效能，KH2PO4添加剂细水雾的灭火效能在浓度较低时，取决于增加的化学灭火作用和削弱的物理灭火作用之间的竞争关系。当浓度大于5%时，K2CO3、KNO3、KCl 和KH2PO4均可提高细水雾的灭火有效性，并且随着添加剂浓度的增加，溶液细水雾的灭火效能增强。但化学作用的发挥受溶质饱和蒸气压的影响，会存在一个极限值，当溶液浓度达到一定值时，继续增加溶液的浓度对化学灭火效能的提高作用不大。另外，在浓度较低时，K2CO3和KNO3的灭火时间相差无几，但随着浓度的增加，KNO3表现出更好的灭火有效性，说明在本实验条件下溶质KNO3的特征时间t2较短，具有在火场温度下生成更多灭火活性物质的潜质。总体来看，4 种钾盐添加剂增强纯水细水雾灭火有效性的排序为KNO3>K2CO3>KCl>KH2PO4。

选择灭火有效性最好的KNO3溶液细水雾做进一步分析。图6.15 为不同浓度KNO3溶液细水雾灭火实验的时间-温度曲线。

图6.15　不同浓度KNO3细水雾灭火时间-温度曲线

（a）1%KNO3溶液；（b）2%KNO3溶液；（c）5%KNO3溶液；（d）10%KNO3溶液；（e）15%KNO3溶液；（f）20%KNO3溶液

由图可以看出，加入添加剂KNO3后，显著地提高了细水雾的灭火效能。实验结果表明，随着添加剂浓度的增加，温度曲线后半段热电偶自然降温的起始温度逐渐升高，说明细水雾施加的时间逐渐缩短，含KNO3添加剂的细水雾的灭火效能逐渐增强，抑制火焰温度的能力得到明显提高。(www.xing528.com)

不同浓度KNO3溶液细水雾在0.4 MPa条件下扑灭正庚烷火在不同时刻的火焰状态如图6.16所示。

图6.16　不同浓度KNO3溶液细水雾在不同时刻的火焰状态

（a）1%KNO3溶液；（b）2%KNO3溶液；（c）5%KNO3溶液；（d）10%KNO3溶液

图6.16　不同浓度KNO3溶液细水雾在不同时刻的火焰状态（续）

（e）15%KNO3溶液；（f）20%KNO3溶液

由图可以看出，在纯水中加入添加剂KNO3可明显地提高细水雾的灭火有效性。KNO3添加剂对细水雾灭火过程的强化阶段并没有什么影响，火焰都是突然变大之后变小，但KNO3添加剂大幅减少了火焰抑制到火焰熄灭这一过程所需的时间。从图中可以看到，在火焰抑制过程中出现了明显的焰色反应，这说明溶液中盐分受火焰作用析出，K+与火焰中的自由基得到了充分的接触，发挥了化学抑制作用。另外，从不同时刻的灭火状态也可以看出，当火焰临近熄灭时，火焰根部会抬离燃料表面，与之前章节分析的浮力扩散火焰吹熄过程相一致。