对超声波灭火的探索与运用.pdf

2叨7年第 7期 消 防 技 术 与 产 品信 息 ·消防技术 · 对超声波灭火技术的探索 吴建勋 (中国人民武装警察部队学院，河北廊坊 0650〕〕) 摘要:阐述了超声波技术可用于灭火的特性，以及扑救特殊条件下火灾的机理。 关键词:超声波;声压;自由基;清除剂 1958年超声波在灭火中曾经有过大胆的尝试。 运动，加剧了反应物质分子运动速度。这也是超声波 可惜的是，当时的辉煌已经无从谈起，留下来的仅仅是 能够提高化学反应速度的原因。 极少尘封的记忆。而今，英国人拣起了超声波，他们想 1.4 超声波在液体中出现的声空化 用超声波来扑救太空船的火灾。因为太空船起火时， 超声波是一种能量形式，当他的能量超过一定值 在微重力的条件下，无论人们是使用干粉、水喷雾，还 时，它与液体相互作用，影响、改变或者破坏液体的状 是泡沫，都无法阻止灭火剂随意到处飞扬。让人无法 态、性质，甚至结构。因为超声波的作用，液体的局部 用灭火剂来掩盖燃烧的表面。于是人们便根据太空的 出现高温和高压 ，这种现象叫声空化。声化学反应就 条件想到:超声波在灭火中可能会起作用。英国西左 是通过声空化过程实现的。声空化把声场的能量集中 治亚大学用 120dB55H:的声音(相当于在摇滚音乐 起来，然后伴随空化泡崩溃，再从空化泡极小的空间内 会上站在扬声器前面感受到的强度，其频率范围在 10 把集聚的能量释放出来，使之在正常温度与压力的液 一104H:之间)，是用人的听觉能够感觉得到的声音扑 体环境中产生异乎寻常的高温 (5001〕K)和高压 灭了蜡烛的火焰。他们的实验初步取得成功。 (sx1JPa)，形成所谓 “热点”，可以改变某些化学反 应的方向，提高化学反应的速度。因此，出现在液体中 1超声波在灭火中可供利用的特性 的声空化，是声化学的主要动力。 超声波灭火技术，就是以超声波作为灭火手段的 超声分解是在超声空化过程中出现的。所以，超 一种方法。在灭火装置或装备中采用超声波技术，以 声分解和热分解的结果应该是一样的.而区别仅仅是 改善和提高灭火剂的化学抑制作用，提高灭火的成效 因为发热的原因不同而已。另外，超声分解与热分解 以下介绍超声波的不同特性。 的 “效率”不完全一样。超声分解的 “效率”会随溶剂蒸 1.1 超声波是一种波动形式 气压的升高而降低。所以在起火条件下，用超声波灭 超声波灭火靠的是声压，而不是风压。声压的定 火时，挥发性易燃，可燃液体有机溶剂虽然也被辐照， 义是:声波振动引起的附加压力。而风压则是由气体 但由于在储罐内，溶剂的蒸气压较高，所以声解的作用 流动引起的附加压力。它们之间是有本质的区别的。 便很难实现。此外，声空化的高温和温度梯度，经观 1.2 超声波是一种能t形式 测，是局限在以空化泡为中心的很有限的范围内，其周 超声波的波长愈短，愈容易得到定向集中的超声 围液体的温度几乎没有变化。所以，超声空化对火灾 波束。频率愈高传输的能量愈大。我们所说的 “超声 发展没有影响。 波(频率在 1了一10R抚 之间)灭火”和英国人的 “声浪 2 超声波灭火机理 灭火”是同一种类型，但不是同一能量范围。超声波可 以用探头把较大的功率直线传输到堆垛、钻井、岩缝、 超声波灭火机理为:声化学抑制作用。即在超声 逆风方向、高大空间，用以探测和扑灭人难以接触到的 辐照下，加清除剂(灭火剂)加 速体系内的自由基再结 隐藏深处的暗火或高处及远处的明火。 合，用以终止燃烧的氧化反应。以下阐述超声波喷射 1.3 超声波辐照可使物体产生运动