综上所述,气溶胶灭火剂的发展方向应该是既要保持其优良的灭火能力,又要保持其轻巧,易于操作的特点,尽量采用以内冷却为主,外冷却为辅的方法尽可能的降低其出口温度,增加其抗环境干扰的能力。
1.2.2 气溶胶灭火剂的灭火机理
气溶胶灭火剂在灭火时主要通过物理抑制与化学抑制相结合的方式,因此,这里将以Sr(NO3)2/KNO3复合氧化剂体系气溶胶灭火剂为例,来具体分析气溶胶灭火剂的灭火机理:
(1)吸热冷却机理(物理抑制机理)
因为气溶胶灭火剂的燃烧产物为直径约为1微米的微小颗粒,这些颗粒的直径远小于其他灭火剂的最小粒径,因此当气溶胶被喷射到火焰中时,它拥有比其他灭火剂更大的比表面积,这也就意着,这些微小颗粒能够从火焰中更快的吸收到更多的热量,使其本身温度上升,随之发生一系列的物理变化,例如熔化,汽化等直至微粒分解。因为大量微粒被不断的喷射到火焰中,这这些物理过程在不断的反生,从而能够源源不断的吸收火焰中的热量,降低火焰温度,减少火焰辐射,最终达到使燃烧反应得到抑制甚至中断的目的。这种抑制作用在火灾发生的初期起到了很明显的作用,因为任何火灾开始时释放的热量是有限的。
以KHCO3为例,列举其吸热分解反应[10]:
图1.1 KHCO3吸热分解反应
由上图经过计算可以得出单位质量的KHCO3完全分解时需要4.2KJ的热量,该热量主要由火焰提供,因此气溶胶灭火剂的物理抑制作用起到了非常显著的成效。
(2)化学抑制原理
气溶胶灭火剂的化学抑制作用主要由两个部分构成[11]:
1)均相化学抑制作用
这种化学作用的主要发生场所集中在气相物质中,随着温度的升高,在一定热量的作用下,燃烧产物中的气体粒子发生离解,变为蒸气或者是阳离子,这些粒子拥有和火焰中的活性基团例如H·、0H·和0·发生多次链反应的能力[12],如图所示
链反应
由上图可以发现,均相化学抑制作用主要是通过与火焰中的活性基团发生反应,从而破环了火焰燃烧的链式反应,减少了化学反应所释放的热量,达到了抑制火焰扩散的目的。