固体推进剂火灾灭火技术研究

论文摘要

固体推进剂自身含有氧化剂和燃烧剂,即使在缺氧条件下着火,燃烧也是十分剧烈。目前固体推进剂行业内使用的消防设施均不能有效地扑灭固体推进剂火灾,固体推进剂在生产、加工、运输、储存过程中一旦发生火灾,基本上无法控制,安全形势相当严峻。本文针对固体推进剂火灾灭火技术进行了研究。首先,通过对固体推进剂组成、燃烧特性及燃烧机理的分析,提出了研究固体推进剂灭火方法的思路；通过对固体推进剂加热层理论及热着火理论的讨论,初步建立了固体推进剂燃烧熄灭的临界条件。其次,通过对现有灭火剂灭火原理的分析,筛选出适合扑灭固体推进剂火灾的灭火剂——水系灭火剂；通过对自动喷水灭火技术的研究分析,找出其扑灭推进剂火灾的缺陷,在此基础上,提出了高速喷水技术的思路与方法。最后,自行设计并搭建了一套固体推进剂火灾熄灭实验平台。建立了一个1.4m(长)×1.0m(宽)×1.2m(高)的小尺寸燃烧室,用热电偶、红外热成像仪、烟气分析仪、动态采集系统等系列测试手段来表征不同条件及多种因素对推进剂火灾灭火效能的影响。研究表明：喷射压力、喷头类型等因素的选择对扑灭推进剂火灾起着关键作用。该结果证实了高速喷水技术应用于固体推进剂火灾灭火的可行性,研究成果可为新一代固体推进剂火灾灭火系统的建立提供有益的理论基础和实验数据。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1. 前言
• 1.1 研究背景及意义
• 1.1.1 固体推进剂行业安全形势严峻
• 1.1.2 安全规范的不足与缺陷
• 1.1.3 火炸药行业消防技术滞后
• 1.1.4 本课题的意义
• 1.2 国内外研究现状及趋势
• 1.2.1 国内研究现状及趋势
• 1.2.2 国外研究现状及趋势
• 1.3 本课题拟开展的研究内容
• 2. 固体推进剂燃烧熄灭临界条件的研究
• 2.1 引言
• 2.2 固体推进剂的组成及特征
• 2.2.1 固体推进剂的组成
• 2.2.2 固体推进剂的特征
• 2.3 固体推进剂稳态燃烧的机理
• 2.3.1 双基推进剂稳态燃烧机理
• 2.3.2 复合推进剂燃烧机理
• 2.4 固体推进剂灭火分析
• 2.4.1 双基推进剂灭火分析
• 2.4.2 复合推进剂灭火分析
• 2.5 固体推进剂燃烧熄灭临界条件的建立
• 2.6 本章小结
• 3. 固体推进剂火灾灭火方法研究
• 3.1 引言
• 3.2 灭火剂的筛选
• 3.2.1 气体灭火剂可行性分析
• 3.2.2 水、水系灭火剂可行性分析
• 3.2.3 干粉灭火剂可行性分析
• 3.3 灭火剂释放技术的研究
• 3.3.1 自动喷水技术概述
• 3.3.2 自动喷水技术的缺陷分析
• 3.3.3 高速喷水技术思路
• 3.4 本章小结
• 4. 固体推进剂火灾熄灭实验平台的设计与搭建
• 4.1 引言
• 4.2 实验平台搭建与设计
• 4.2.1 燃烧室的设计
• 4.2.2 供水系统设计
• 4.2.3 管路系统设计
• 4.2.4 喷头的选择
• 4.2.5 燃烧平台设计
• 4.2.6 数据测量子系统
• 4.2.7 数据分析处理子系统
• 4.2.8 灭火过程动态显示与记录
• 4.3 实验效果的评价标准
• 4.4 本章小结
• 5. 水系法熄灭固体推进剂火灾的实验研究
• 5.1 引言
• 5.2 实验条件
• 5.2.1 环境条件与实验平台
• 5.2.2 固体推进剂实验样品及点火设计
• 5.2.3 灭火剂中添加剂的选择
• 5.3 实验方案
• 5.4 实验步骤
• 5.5 固体推进剂火灾水系降温灭火实验研究
• 5.5.1 喷射压力对灭火效能的影响
• 5.5.2 喷头类型对灭火效能的影响
• 5.5.3 预燃时间对灭火效能的影响
• 5.5.4 喷射高度对灭火效能的影响
• 5.5.5 喷头孔径对灭火效能的影响
• 5.5.6 添加剂对灭火效能的影响
• 5.6 综合分析与讨论
• 5.7 本章小结
• 6. 结论与展望
• 6.1 本文结论
• 6.2 研究展望
• 致谢
• 参考文献