祁 云， 齊慶杰，汪 偉，周新華

(1.遼寧工程技術(shù)大學(xué) 安全科學(xué)與工程學(xué)院，遼寧 阜新 123000；2.礦山熱動(dòng)力災(zāi)害與防治教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(遼寧工程技術(shù)大學(xué))，遼寧 葫蘆島 125000；3.遼寧工程技術(shù)大學(xué) 建筑工程學(xué)院，遼寧 阜新 123000)

0 引言

煤礦井下膠帶運(yùn)輸巷發(fā)生火災(zāi)常由于膠帶與滾筒等摩擦引起，火災(zāi)傳播速度快且伴隨大量有毒煙氣，僅靠加強(qiáng)通風(fēng)無(wú)法把有毒煙氣降低至安全體積分?jǐn)?shù)范圍，嚴(yán)重威脅井下工作人員生命安全[1-2]，合理的阻煙技術(shù)及裝備，能夠有效地降低有毒煙氣的體積分?jǐn)?shù)，減少人員傷亡。針對(duì)傳統(tǒng)的阻擋煙氣技術(shù)如擋煙垂壁、正壓送風(fēng)排煙等對(duì)于火災(zāi)有毒煙氣的疏散效果不佳[3-4]，且不具備反復(fù)使用的問(wèn)題。設(shè)計(jì)1種簡(jiǎn)單、可靠、可反復(fù)使用的環(huán)保型阻煙裝置十分必要。為此，Palazzi等[5]采用數(shù)值模擬與試驗(yàn)相結(jié)合，進(jìn)行了水幕抑制及阻擋煙氣擴(kuò)散的有效性研究，得出水幕抑制和阻擋氣體擴(kuò)散的機(jī)理；武昕等[6]利用Fluent軟件對(duì)水幕抑制丙烷氣體擴(kuò)散進(jìn)行了數(shù)值模擬，得出水幕的阻擋作用、機(jī)械湍流作用及空氣卷吸作用對(duì)丙烷的擴(kuò)散起到良好的抑制作用；展望等[7]利用FDS軟件分析細(xì)水幕的施加方式對(duì)建筑長(zhǎng)廊中煙氣的阻斷效果，得出細(xì)水幕能夠有效地阻斷煙氣擴(kuò)散，稀釋有毒煙氣，增大長(zhǎng)廊能見(jiàn)度，減緩氧氣的下降速率；董惠等[8]構(gòu)建大尺度全尺寸實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，研究了水幕代替防火門對(duì)火災(zāi)煙氣的阻隔情況，研究表明水幕能夠阻擋火災(zāi)煙氣并且能夠明顯地降低煙溫；孫鋮等[9]通過(guò)敞開(kāi)空間水幕稀釋阻擋CO2擴(kuò)散試驗(yàn)，對(duì)水幕稀釋阻擋非水溶性重氣擴(kuò)散的影響因素進(jìn)行了無(wú)量綱分析，并基于分析結(jié)果提出了水幕設(shè)計(jì)建議。

水幕是一種國(guó)內(nèi)外公認(rèn)的能夠有效控制氣體泄漏的安全技術(shù)，對(duì)于水幕控制重氣擴(kuò)散的規(guī)律和機(jī)理雖進(jìn)行大量研究，但是大部分集中在開(kāi)放空間，而井下受限空間中的水幕控制氣體擴(kuò)散研究較少。為此，本文基于水幕冷卻降溫和稀釋阻擋氣體擴(kuò)散作用原理[10]，提出了在礦井運(yùn)輸巷內(nèi)利用水幕抑制火災(zāi)煙氣擴(kuò)散的方法，并利用自行研發(fā)的小尺寸實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)研究影響井下受限空間中水幕阻煙性能的因素，為煤礦井下火災(zāi)煙氣的有效控制提供指導(dǎo)。

1 水幕阻煙機(jī)理

火災(zāi)煙氣顆粒物理性質(zhì)的變化與其積聚、吸附、凝結(jié)、吸附及化學(xué)反應(yīng)等作用密切相關(guān)，改變其中1種作用過(guò)程就可以有效控制火災(zāi)煙氣的傳播過(guò)程，而在水幕中，不僅存在著水蒸氣的蒸發(fā)、凝結(jié)及體積分?jǐn)?shù)變化造成的擴(kuò)散現(xiàn)象，還存在氣溶膠動(dòng)力學(xué)、云物理學(xué)、顆粒團(tuán)聚等各種動(dòng)力學(xué)現(xiàn)象，這都對(duì)煙氣顆粒的捕集起到重要作用，此外，水幕阻煙的效果受水幕寬度、水滴粒度、水滴流速等因素的影響[11]，水幕阻煙模型如圖1所示。水幕阻煙過(guò)程包括以下方面：

1)水幕與火災(zāi)高溫?zé)煔鉄崃拷粨Q，高溫?zé)煔庵械臒崃勘凰晃?，?dǎo)致高溫?zé)煔鉄岣×ψ饔盟p，從而降低了高溫?zé)煔獾乃椒较蚵訑U(kuò)散的動(dòng)力源，降低了火災(zāi)對(duì)下游區(qū)域的熱輻射。

2)水幕水滴的流動(dòng)速度遠(yuǎn)大于火災(zāi)高溫?zé)煔鈹U(kuò)散速度，水幕能量密集度高，在其設(shè)置截面上形成具有一定剛度的水幕墻，火災(zāi)煙氣流與水幕墻相遇會(huì)隨水幕偏轉(zhuǎn)，煙氣在水幕的阻攔作用下運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生偏轉(zhuǎn)，延緩了火災(zāi)煙氣對(duì)水幕下游空氣的污染。

3)火災(zāi)煙氣顆粒物與水幕液滴發(fā)生碰撞、吸附、凝聚等作用，形成粒子團(tuán)，由于粒子團(tuán)體積和重量比較大，在重力和水滴流動(dòng)慣性共同作用下加速沉降，阻斷了煙氣粒子水平傳播距離。

圖1 水幕阻煙模型示意Fig.1 Schematic diagram of smoke blocking model by water curtain

2 小尺寸模型相似準(zhǔn)則

為了確保小尺寸模型實(shí)驗(yàn)結(jié)果與實(shí)際結(jié)果一致，需要對(duì)實(shí)驗(yàn)中各物理參數(shù)進(jìn)行相似性分析。由于礦井巷道空間與小尺寸狹長(zhǎng)通道空間發(fā)生火災(zāi)時(shí)巷道內(nèi)煙氣運(yùn)移特性遵循時(shí)間相似、幾何相似、運(yùn)動(dòng)相似和火源相似等定理，二者的同名物理量存在一定的比例關(guān)系，適合采用弗洛德相似準(zhǔn)則[13]，具體相似關(guān)系見(jiàn)表1，其中L表示長(zhǎng)度，下角標(biāo)m和f分別表示模型尺寸和原尺寸。

3 實(shí)驗(yàn)裝置及測(cè)點(diǎn)布置

3.1 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)

實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)主要由模擬火災(zāi)煙氣釋放裝置、小尺寸狹長(zhǎng)巷道、水幕噴射裝置、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)4部分構(gòu)成，其中數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括溫度采集裝置、煙氣分析儀2部分，如圖2所示。以平煤十礦24100工作面膠帶運(yùn)輸巷為原型，采用弗洛德相似準(zhǔn)則建立1∶10的狹長(zhǎng)空間比例模型實(shí)驗(yàn)臺(tái)，實(shí)驗(yàn)臺(tái)長(zhǎng)5 m，高0.6 m，寬度0.4 m，兩端口均開(kāi)放。其中頂?shù)装宀捎?2 mm厚的耐火石膏板；兩面?zhèn)缺?，一面采用與頂?shù)装逑嗤哪突鸢?，另一面采?0 mm夾絲防火玻璃以便于觀察、記錄水幕對(duì)巷道內(nèi)煙氣的流動(dòng)過(guò)程。由于運(yùn)輸巷風(fēng)速接近自然風(fēng)速，實(shí)驗(yàn)時(shí)選擇自然通風(fēng)，在實(shí)驗(yàn)臺(tái)頂棚距入口端1～2 m處預(yù)留水幕裝置安裝槽，水幕位置可以移動(dòng)。為了防止高壓水霧撞擊實(shí)驗(yàn)裝置底板造成氣體卷吸回流，在水幕安裝槽下方設(shè)置了開(kāi)孔。整個(gè)實(shí)驗(yàn)臺(tái)由白鋼架構(gòu)，為避免框架結(jié)構(gòu)對(duì)火災(zāi)煙氣流運(yùn)動(dòng)的影響，板材與防火玻璃鑲嵌在鋼架內(nèi)部，并通過(guò)螺栓固定，外加涂抹防火膠保證通道的氣密性要求。火源燃料選擇純度為95%的甲醇，將其盛放在不同規(guī)格的油盤里，可以模擬狹長(zhǎng)通道不同規(guī)?；馂?zāi)下燃燒初期、發(fā)展、穩(wěn)定及衰減的整個(gè)過(guò)程。溫度測(cè)量采用20個(gè)直徑為2 mm的K型鎧裝熱電偶，測(cè)量溫度范圍為-50～1 200℃。溫度采集系統(tǒng)包括3塊8路熱電偶輸入的C-7018模塊、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器(型號(hào)為C-4561)、溫度數(shù)據(jù)采集軟件、PC機(jī)。水幕系統(tǒng)由供水系統(tǒng)、噴頭、壓力表、閥門和流量計(jì)組成，實(shí)驗(yàn)采用的噴頭為ZSTM-15A型扇形噴頭和ZSTWB-34/60型錐形噴頭，流量系數(shù)均為38。氣體體積分?jǐn)?shù)采集系統(tǒng)由MRU煙氣分析儀檢測(cè)巷道內(nèi)氣體的體積分?jǐn)?shù)變化。

表1 小尺寸實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ统叨汝P(guān)系Table 1 Scale relationship of small-scale experimental model

圖2 小尺寸巷道水幕抑制煙氣實(shí)驗(yàn)臺(tái)Fig.2 Small-scale experimental bench for smoke suppression in roadway by water curtain

3.2 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

實(shí)驗(yàn)共布置4組熱電偶(編號(hào)A0，B0，C0，D0)、5組氣體體積分?jǐn)?shù)測(cè)點(diǎn)(編號(hào)A1，B1，C1，D1，E1)，如圖3所示。每組測(cè)點(diǎn)樹(shù)上的熱電偶或煙氣體積分?jǐn)?shù)分析儀均自上而下每隔100 mm依次布置。共計(jì)36個(gè)熱電偶，45個(gè)煙氣體積分?jǐn)?shù)分析儀。水幕兩側(cè)熱電偶樹(shù)距水幕400 mm，煙氣檢測(cè)儀距水幕分別為1.4，2.9，4.4 m，熱電偶樹(shù)(A0，D0)和煙氣檢測(cè)儀(A1，B1，C1)布置在巷道中軸線上，其余的熱電偶樹(shù)和煙氣檢測(cè)儀均布置在巷內(nèi)左側(cè)，與中軸線水平間距為100 mm。

圖3 熱電偶及煙氣檢測(cè)儀布置方式Fig.3 Layout of thermocouples and smoke detectors

3.3 實(shí)驗(yàn)過(guò)程

點(diǎn)燃油盤中的甲醇，火源功率約為85 kW。點(diǎn)火后第120 s開(kāi)啟水幕。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中通過(guò)36個(gè)熱電偶、45個(gè)煙氣體積分?jǐn)?shù)儀實(shí)時(shí)采集各個(gè)測(cè)點(diǎn)的溫度和煙氣體積分?jǐn)?shù)，利用高清攝像儀實(shí)時(shí)記錄煙氣運(yùn)動(dòng)情況。實(shí)驗(yàn)主要分為有無(wú)水幕分隔2種工況，測(cè)量和記錄水幕開(kāi)啟前后巷道內(nèi)溫度、煙氣流動(dòng)等數(shù)據(jù)，為了研究水幕對(duì)火災(zāi)煙氣的阻擋效果分別從水幕距煙氣源位置、水幕噴射方式、水幕層數(shù)、噴頭壓力及類型方面進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。通過(guò)計(jì)算水幕吸收效率比較水幕不同設(shè)置情況下的稀釋阻擋能力[13]，水幕的吸收效率數(shù)學(xué)表達(dá)式為η=(ψ0-ψ1)/ψ1，式中：η為吸收效率，%；ψ0為水幕未開(kāi)啟時(shí)的煙氣體積分?jǐn)?shù)，%；ψ1為水幕開(kāi)啟后的煙氣體積分?jǐn)?shù)，%。

4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

4.1 煙氣溫度分布

點(diǎn)火后待煙氣穩(wěn)定冒出時(shí)開(kāi)啟水幕，實(shí)驗(yàn)噴頭選用ZSTM-15A型扇形噴頭和ZSTWB-34/60型錐形噴頭2種類型進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)，噴頭工作壓力均為0. 4 MPa，如圖4所示。圖4中，無(wú)水幕作用時(shí)，火區(qū)A0熱電偶樹(shù)溫度自上至下呈現(xiàn)先急劇下降再緩慢降低至相對(duì)穩(wěn)定的規(guī)律；有水幕作用時(shí)，上層測(cè)點(diǎn)降溫效果更明顯；相反下層測(cè)點(diǎn)在水幕開(kāi)啟后由于水幕對(duì)煙氣的阻擋和卷吸作用導(dǎo)致頂板煙氣下沉造成下層區(qū)域溫度出現(xiàn)了上升趨勢(shì)。下層區(qū)域溫升對(duì)人員危害較小，但是火災(zāi)煙氣下沉?xí)?dǎo)致其體積分?jǐn)?shù)升高影響人員安全疏散。

圖4 水幕作用下煙氣溫度分布Fig.4 Temperature distribution of smoke under effect of water curtain

4.2 煙氣運(yùn)移規(guī)律分析

水幕設(shè)置條件對(duì)不同測(cè)點(diǎn)處的煙氣體積分?jǐn)?shù)的影響，見(jiàn)表2。分析可得，巷道中設(shè)置水幕時(shí)各測(cè)點(diǎn)煙氣體積分?jǐn)?shù)明顯低于無(wú)水幕時(shí)各測(cè)點(diǎn)煙氣體積分?jǐn)?shù)，說(shuō)明水幕對(duì)煙氣具有明顯的阻擋作用。另外無(wú)水幕時(shí)同一測(cè)點(diǎn)樹(shù)中所測(cè)得煙氣體積分?jǐn)?shù)隨著測(cè)點(diǎn)距離底板距離的減小而升高，說(shuō)明火災(zāi)煙氣具有明顯的重力沉淀作用；但是水幕開(kāi)啟后同一測(cè)點(diǎn)樹(shù)中測(cè)得煙氣體積分?jǐn)?shù)隨測(cè)點(diǎn)距底板距離的增加而降低，這說(shuō)明水幕對(duì)煙氣具有向上的卷吸作用。實(shí)驗(yàn)中由于2個(gè)噴頭噴射水幕中間時(shí)具有重疊區(qū)，水幕重疊后會(huì)導(dǎo)致水幕孔隙率降低，煙氣更難穿過(guò)，測(cè)點(diǎn)樹(shù)B1，C1位于水幕重疊區(qū)的后方，所測(cè)煙氣體積分?jǐn)?shù)低于測(cè)點(diǎn)樹(shù)D1，E1。設(shè)置雙層水幕時(shí)A1，B1，C1所測(cè)煙氣體積分?jǐn)?shù)低于單層水幕時(shí)其所測(cè) 煙氣體積分?jǐn)?shù)，但D1，E1所測(cè)煙氣體積分?jǐn)?shù)較單層水幕時(shí)高，分析其原因可能是雙層水幕時(shí)細(xì)水幕顆粒增多對(duì)煙氣的二次抬升作用增強(qiáng)，還需進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

表2 不同水幕設(shè)置條件下各測(cè)點(diǎn)處煙氣體積分?jǐn)?shù)Table 2 Smoke volume fraction at each measuring point under different setting conditions of water curtain %

4.3 水幕距火源距離對(duì)阻煙效果的影響

水幕與火源間距離對(duì)煙氣阻擋情況如圖5所示，分析可得，水幕距火災(zāi)煙氣1 m時(shí)測(cè)點(diǎn)樹(shù)上各測(cè)點(diǎn)煙氣體積分?jǐn)?shù)高于水幕距火災(zāi)煙氣1.5 m時(shí)測(cè)點(diǎn)樹(shù)上各測(cè)點(diǎn)煙氣體積分?jǐn)?shù)。水幕距火源1.5 m時(shí)煙氣體積分?jǐn)?shù)隨測(cè)點(diǎn)位置變化較水幕距火源1 m時(shí)煙氣體積分?jǐn)?shù)變化平緩。水幕距火源較近時(shí)火災(zāi)煙氣運(yùn)動(dòng)到與水幕接觸時(shí)動(dòng)能較大，不易被水幕驅(qū)散而穿過(guò)水幕，導(dǎo)致水幕后方煙氣體積分?jǐn)?shù)較高，由于火災(zāi)煙氣具有趨頂棚傳播的特點(diǎn)，測(cè)點(diǎn)距頂棚越近所測(cè)煙氣體積分?jǐn)?shù)越高。因此，水幕對(duì)同一測(cè)點(diǎn)樹(shù)處火災(zāi)煙氣的阻擋效果隨水幕距火源的距離增加而升高。同一測(cè)點(diǎn)樹(shù)處所測(cè)煙氣體積分?jǐn)?shù)隨測(cè)點(diǎn)位置的升高而增加，但升高速率隨水幕距煙氣源距離增加而降低。綜上，此次實(shí)驗(yàn)中水幕距火災(zāi)煙氣源1.5 m時(shí)擋煙效果較水幕距火災(zāi)煙氣源1 m時(shí)高。

圖5 煙氣體積分?jǐn)?shù)隨水幕距火源距離變化Fig.5 Variation of smoke volume fraction with distance between water curtain and fire source

4.4 水幕水流噴射方向?qū)ψ锜熜Ч挠绊?/h3>

設(shè)置單層水幕，距水幕火源1.5 m時(shí)，水幕水流噴射方向不同時(shí)水幕阻煙效果如圖6所示，水幕水流向上噴射時(shí)測(cè)點(diǎn)檢測(cè)到的火災(zāi)煙氣體積分?jǐn)?shù)低于水幕水流向下噴射時(shí)測(cè)點(diǎn)檢測(cè)到的火災(zāi)煙氣的體積分?jǐn)?shù)。水幕開(kāi)啟后，水幕對(duì)其附近的火災(zāi)煙氣具有與水流同向的卷吸作用。水流向上噴射時(shí)，水幕對(duì)火災(zāi)煙氣的向上的卷吸作用增強(qiáng)了煙氣沿頂棚運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，頂棚附近煙氣體積分?jǐn)?shù)明顯偏高，但由于水流向上噴射時(shí)水分子顆粒在噴水壓力作用及克服重力作用下減速運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致分子間碰撞次數(shù)增多，水幕孔隙率下降，煙氣不易穿透水幕，所以同一測(cè)點(diǎn)樹(shù)的各測(cè)點(diǎn)煙氣體積分?jǐn)?shù)緩慢上升。水流向下噴射時(shí)，水分子在重力和噴水壓力的協(xié)同作用下加速運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致水幕孔隙率升高，煙氣較容易穿透，同一測(cè)點(diǎn)樹(shù)的不同測(cè)點(diǎn)處煙氣體積分?jǐn)?shù)加速上升。水幕水流向下噴射時(shí)，巷道內(nèi)各測(cè)點(diǎn)火災(zāi)煙氣體積分?jǐn)?shù)低于水流向上噴射各測(cè)點(diǎn)煙氣體積分?jǐn)?shù)，水流向下噴射阻煙效果較佳，更適于火災(zāi)煙氣治理。

圖6 煙氣體積分?jǐn)?shù)隨水流方向的變化Fig.6 Variation of smoke volume fraction with water flow direction

4.5 水幕層數(shù)對(duì)阻煙效果的影響

實(shí)驗(yàn)中單層水幕設(shè)置距火源1 m，在其后另加1層水幕形成雙層水幕，2水幕間距0.5 m。水幕層數(shù)對(duì)煙氣體積分?jǐn)?shù)的影響如圖7所示，單層水幕時(shí)，測(cè)點(diǎn)樹(shù)C1和D1測(cè)得煙氣體積分?jǐn)?shù)分別低于測(cè)點(diǎn)樹(shù)B1和E1測(cè)得的煙氣體積分?jǐn)?shù)。而設(shè)置雙層水幕時(shí)結(jié)果剛好相反，雙層水幕對(duì)煙氣具有向上的提升作用，使得煙氣能夠運(yùn)移到較遠(yuǎn)處。雙層水幕時(shí)，由于水幕對(duì)火災(zāi)煙氣的雙重抬升作用，導(dǎo)致火災(zāi)煙氣體積分?jǐn)?shù)變化速率比單層水幕時(shí)低，但靠近巷道出口的測(cè)試樹(shù)C1處煙氣體積分?jǐn)?shù)高于與其在同一軸線上的測(cè)點(diǎn)樹(shù)B1處，靠近巷道幫的D1，E1測(cè)點(diǎn)樹(shù)處煙氣體積分?jǐn)?shù)也高于單層水幕時(shí)此處煙氣體積分?jǐn)?shù)，不利于人員的疏散，且設(shè)置雙層水幕的最佳水幕間距不易控制，建議在運(yùn)輸巷內(nèi)設(shè)置單層水幕。

圖7 煙氣體積分?jǐn)?shù)隨水幕層數(shù)的變化Fig.7 Variation of smoke volume fraction with number of water curtain layers

4.6 噴頭類型對(duì)阻煙效果的影響

相同條件下噴頭類型決定了水幕流量特性及霧滴粒徑，流量特性系數(shù)越大，霧滴粒徑越小水幕的孔隙率越小，阻擋煙氣的能力越強(qiáng)。不同水幕噴頭煙氣阻擋規(guī)律如圖8所示。從圖8可以看出，供水壓力相同時(shí)采用ZSTM-15A型扇形噴頭比采用ZSTWB-34/60型錐形噴頭時(shí)水幕的阻煙效果差。扇形噴頭開(kāi)口大噴射的水霧粒徑大，容易造成水流分叉使水幕存在孔隙，降低了水幕的有效阻煙面積，而錐形噴頭開(kāi)口較小，高壓水流在噴射口處被撞擊，使水霧粒徑降低且水霧顆粒具有獲得較高的動(dòng)，有利于在巷道斷面形成均勻的水幕，此時(shí)有效阻煙面積較大。采用扇形噴頭比錐形噴頭時(shí)各測(cè)點(diǎn)體積分?jǐn)?shù)上升速率大，且位于水幕正后方的測(cè)點(diǎn)樹(shù)B1，C1處煙氣體積分?jǐn)?shù)上升明顯，超出靠近巷道幫的測(cè)點(diǎn)樹(shù)D1，E1處，不利于人員的疏散。因此建議選用ZSTWB-34/60型錐形噴頭更有利于降低巷道內(nèi)煙氣體積分?jǐn)?shù)。

圖8 煙氣體積分?jǐn)?shù)隨噴頭類型的變化Fig.8 Variation of smoke volume fraction with nozzle type

4.7 噴水壓力對(duì)阻煙效果的影響

圖9 不同噴射壓力水幕的阻煙效果Fig.9 Smoke blocking effect of water curtain under different spraying pressures

噴頭噴水壓力對(duì)水幕阻煙效果的影響如圖9所示，實(shí)驗(yàn)選取測(cè)點(diǎn)樹(shù)B1處不同噴水壓力下煙氣體積分?jǐn)?shù)，可以看出在一定范圍內(nèi)隨著噴水壓力的增加，水霧粒徑降低，水幕的孔隙率下降，水幕的阻煙效果增強(qiáng)，但是增加噴水壓力，同一測(cè)點(diǎn)下，噴水壓力為0.6 MPa時(shí)煙氣體積分?jǐn)?shù)明顯低于噴水壓力為0.4和0.3 MPa時(shí)的煙氣體積分?jǐn)?shù)。但隨著測(cè)點(diǎn)高度的增加，噴水壓力為0.4 MPa時(shí)，煙氣體積分?jǐn)?shù)下降速率明顯大于噴水壓力為0.3和0.6 MPa時(shí)的煙氣體積分?jǐn)?shù)。這是由于增加噴水壓力時(shí)，水幕對(duì)煙氣的向上卷吸作用也隨之增強(qiáng)，導(dǎo)致同一高度處測(cè)點(diǎn)煙氣體積分?jǐn)?shù)隨壓力增加而降低的趨勢(shì)減弱，此外，增加噴水壓力也會(huì)加快噴頭的磨損速度，不利于水幕的長(zhǎng)期使用。因此，本實(shí)驗(yàn)中噴水壓力選取0.4 MPa具有較好的阻煙效果。

5 結(jié)論

1)水幕對(duì)火災(zāi)煙氣具有較好的阻擋作用，且阻煙效果與水幕距火源的距離、水流噴射方向、水幕層數(shù)、噴頭類型和噴水壓力有關(guān)。噴水壓力一定時(shí)，選擇錐形噴頭且從巷道底部向上噴射單層水幕時(shí)，水幕的阻煙效果最佳。

2)火災(zāi)發(fā)生后水幕對(duì)前期的煙氣擴(kuò)散具有較好的阻擋效果，隨著時(shí)間的推移，火災(zāi)煙氣的穿透能力隨著巷道內(nèi)溫度的升高而升高，水幕阻煙效果也隨之降低，因此在人員疏散時(shí)要充分利用水幕的有效阻煙時(shí)間。

3)巷道火災(zāi)煙氣成分復(fù)雜，水幕阻煙效果取決于火災(zāi)煙氣的水溶性，水溶性好的氣體容易被水幕阻擋，水溶性差的氣體易穿過(guò)水幕繼續(xù)傳播，為了提高水幕的阻煙效果可以在水幕水源中加入特定的促溶劑。