七系统(CAFS系统)消防车在高层建筑火灾中的作用.doc

PAGE PAGE 1 （已发表论文） 一七系统消防车 在城市高层建筑火灾中的作用 四川消防机械总厂高级工程师刘川红 摘要：本文着重比较了一七灭火泡沫和水在垂直输送中的压力降以及水带充满灭火剂后的自身重量，说明了一七系统消防车能够将灭火泡沫输送到130米高度以上的高层建筑进行正常灭火；用试验说明了一七系统消防车在城市高层建筑火灾中的作用；最后，展望了一七系统消防车的发展前景。 关键词：一七泡沫灭火系统、压力降、灭火泡沫 一七系统消防车是指装备有“一七泡沫灭火系统”的消防车。“一七泡沫灭火系统”的作用是把一滴水经过系统后变成七个泡，而每一个泡的灭火功效与一滴水的灭火功效相等。因而大大提高了灭火作用。通常我们把“一七泡沫灭火系统”简称为“一七系统”。 一、压力降比较 一七系统消防车能够将自身产生的灭火泡沫通过水带或高层建筑输水管道，输送到高层建筑130米高空以上进行正常灭火。而一般的消防车由于压力的降低和水带充满水后的自身重量的原因而难以实现。 现在，我们从理论上比较一下压力水和一七泡沫的垂直输送情况： 我们知道，水在垂直输送中，高度每升高10米，压力就降低0.1Mpa,若要输送到130米的高空，压力降△P(水)为： △P (水)=0.1×130÷10=1.3 (Mpa) 若输送一七灭火泡沫，由于一七泡沫是由一份体积的水和七份体积的空气组成的，因而它的密度很小，其密度为： ρ(一七泡沫)=1/(1+7)=0.125 (g/cm3) (忽略空气密度) 我们知道，流体在垂直输送中，压力的降低与流体的密度成正比，即有： △P (水)/ ρ(水)= △P (一七泡沫) /ρ(一七泡沫) 输送到130米高空的压力降△P(一七泡沫)为： P (一七泡沫) = △P (水) ×ρ(一七泡沫)/ ρ(水) = 1.3×0.125 = 0.1625 (Mpa) 从上面的计算可以看出：水输送到130米的高空，其压力降为1.3Mpa，而输送同样的高度，一七泡沫的压力降为0.1625Mpa。 我们传统的水罐消防车，水泵系统出水管常压出口压力为1.0Mpa，不考虑水在水带中的磨擦产生的压力损失，它都不能输送到130米的高空；中压出口压力为2.0Mpa，输送到130米高空，理论上其出口压力P(水)为： P(水)=2.0－1.3=0.7 (Mpa) 通过试验我们知道，130米水带本身对水造成的压力损失大约为0.4Mpa，实际出口压力P(水实际)为： P(水实际)=0.7－0.4=0.3 (Mpa) 此压力不能保证出口正常灭火的需要。 一七泡沫消防车的灭火泡沫出口压力为0.8Mpa，输送到130米高空，理论上其出口压力P(水)为： P(水)=0.8－0.1625=0.6375 ≈0.64 (Mpa) 通过试验我们知道，水带本身对一七泡沫造成的压力损失大约为0.14Mpa，实际出口压力P(一七泡沫实际)为： P(一七泡沫实际)=0.64－0.14=0.5 (Mpa) 此压力能保证出口正常灭火的需要。 我们从下面的简图中可以作一个比较： 二、水带自身重量比较 另外一个限制传统水罐消防车扑救高层建筑火灾的重要原因是： 水带充满水后，其本身的重量将限制其输送到130米的高空。而用一七泡沫灭火，由于水带中87.5%的体积是空气，水带很轻，能够顺利地将其输送到130米的高空。 下面对水带重量做一个简单的计算： 25-80型水带每20米重约为11.2kg，设：水带直径为φ，长度为L，水密度为ρ(水)，一七泡沫的密度为ρ(一七泡沫) 已知：φ=80mm，L=130m，ρ(水)=1g/cm3，ρ(水)=0.125g/cm3 130米水带充满水后的重量G(水+水带)约为： G(水+水带)= (φ/2) 2×π×L×ρ(水)×1000+L/20×11.2 =(0.08/2)2×π×130×1×1000+130/20×11.2 ≈726 (kg) 130米水带充满一七泡沫的重量G(一七泡沫+水带)约为： G(一七泡沫+水带) = (φ/2) 2×π×L×ρ(一七泡沫)×1000+L/20×11.2 = (0.08/2)2×π×130×0.125×1000+130/20×11.2 ≈154 (kg) 130米水带充满水后重量为726kg，此重量将严重限制消防队员在灭火战斗中的操作。而130米带充满一七泡沫后的重量为154kg，此重量不会限制消防队员在灭火战斗中的操作。 由此看出：水带本身的重量将限制它将压力水送往130米的高空。而输送一七泡沫则完全没有问题。 三、一七系统消防车高空喷射试验 试验时间：2003年7月24日 试验地点：四川成都四川电视塔 试验对象：四川消防机械总厂开发的奔驰SXF5270GXFAP100-17一七泡沫消防车 试验目的：验证一七