摘要：分析了汽车风洞实验室的火灾风睑，建议采用高压细水雾进行防护。分析了高压细水雾在风洞实验室低温条件下的适用性，建议采用防冻措施。结合工程案例，介绍了高压细水雾在汽车风洞实验室的设计原则、设计参数、喷头选型、火灾探测器选择、工

　　作原理及控制方式等，为风洞实验室高压细水雾设计做参考。

　　关键词：汽车风洞实验室高压细水雾火灾探测器

　　1引言

　　迄今为止，尚无相关规范对汽车风洞实验室自动灭火系统做出规定。汽车风洞实验室造价高昂，一旦发生火灾，若不能及时灭火，将造成重大经济损失。同时，汽车风洞实验室结构特殊、功能特殊、环境温度特殊，存在特殊的火灾风险，需要设置与之相适应的自动灭火系统，既需保证有效灭火，又不可影响风洞实验室的正常实验功能。本文将简要介绍高压细水雾，然后对汽车风洞实验室的火灾风险进行分析，根据分析结果，结合工程实际，介绍汽车风洞实验室高压细水雾设计方案。

　　2高压细水雾简介

　　高压细水雾是利用水作为灭火介质，采用特殊喷头在特定的压力范围内（通常压力为10MPa）将水流直接分解成细小水滴（Dvo．99 < 200脚m,Dv0.5 < 100脚m）进行灭火的一种固定式灭火系统卩]。

　　2．1高压细水雾灭火机理

　　(1)汽化吸热降温作用

　　由于雾滴粒径很小，它的比表面积很大，因而水滴的表面换热系数增大，在环境温度升高时，可以迅速汽化。水的汽化潜热很大，约为2257凵从g，远大于水的温升吸热量（387kJ从餅因而可吸收大量热量，降低火场温度，保护人员与设备

　　2隔绝氧气窒息作用

　　细水雾在火焰周围迅速蒸发，产生大量水蒸气，大大稀释火焰附近的氧气浓度，从而窒息灭火。

　　3隔绝热辐射

　　细水雾具有屏蔽辐射热作用，降低火源对周围物体的热辐射，阻止火灾的蔓延，减少热辐射对人员的伤害，抑制火灾蔓延。

　　2．2高压细水雾的技术优势相比水喷淋，细水雾的主要优势在于：

　　(l)用水量少

　　高压细水雾利用水喷淋1 /20的水量，扑灭同等规模的火灾，并且控火、灭火时间更短，灭火效率更高，高效利用水资源。

　　2有良好的电气绝缘性

　　高压细水雾的雾滴直径小，质量轻，因而可长期悬浮在空气中，绝大部分雾滴受热蒸发，洒落到设备上的水滴少而且不连续，因此具有良好的电气绝缘性，不会影响电气设备的正常运行。

　　相比气体灭火系统，细水雾的主要优势在于：

　　(1)灭火可靠性高

　　〔2）安全无毒，可用于有人员存在的场所

　　?¨3??综合防灾能力强

　　3风洞实验室火灾风险分析

　　汽车风洞实验室是汽车行业最重要的实验室之一。风洞测试仓内低温可达一40 ℃高温可达60 ℃。

　　汽车风洞实验室起火最可能的情况是实验过程中汽车发动机着火，主要可燃物为汽油。根据前文对细水雾的介绍，相比气体灭火系统和水喷淋，高压细水雾是更适合汽车风洞实验室的灭火系统。

　　而人们普遍关心的问题是“高压细水雾系统在低温条件下是否可以正常运行并实现良好的灭火功能"。针对此问题，进行以下分析：

　　第一，理论上来说，在一40 ℃的低温条件下，起火的概率极小。火的形成必

　　须具备可燃物、氧气及热源三大要素，要使火灾持续进行，此三要素缺一不可。

　　第二，在高压细水雾系统设计和施工中，需针对保护区域的实际情况采取相应的保温措施。

　　第三，假设温度为一40 ℃的实验室内确实起火了，考虑两种极端情况：极端情况一：火势较大，那么起火房间内的温度会迅速上升，至少上升至0摄氏度以上，在此温度下，细水雾完全可以正常喷放，喷放出的雾滴不会结冰。高压细水雾系统可以正常运行并保证良好的灭火功能。

　　极端情况二：火势很小，不能使实验室内温度整体上升至0 ℃以上，那么至少火焰正上空及附近区域的温度是大于0 ℃的，这样就能保证火焰附近的细水雾喷头正常喷放，喷放出的雾滴会在火焰周围迅速吸热气化，不会结冰

　　总之，高压细水雾系统在一40 ℃的实验室内可以正常运行并实现其良好的灭火功能。

　　4风洞实验室高压细水雾设计方案

　　4．1设计方案概述

　　在风洞实验室设置一套开式局部高压细水雾系统：在放置汽车的钢板上布置一圈细水雾微型喷头，喷头斜向上45。角安装，细水雾以斜向上45。角喷向汽车；在汽车两侧墙壁上布置一层喷头，喷头水平安装，细水雾水平喷向汽车。如此，细水雾喷放后可对汽车形成全笼罩结构，达到较好的灭火效果高压细水雾

　　施工技术与应用     灾的探测。风洞实验室主要涉及汽油火，同时具有爆炸危险，因此适合采用防爆型红外火焰探测器 4．5系统工作原理及控制方式 风洞实验室的控制室内设置报警控制主机、高压细水雾区域控制阀、高压细水雾控制按钮盒 工作原理：风动测试仓内起火后，开启区域控制阀和高压细水雾泵组，主泵向开式喷头供水，喷雾灭火。 系统具自动控制、手动控制和应急操作三种控制方式。 自动控制：高压细水雾开式系统是火灾报警系统联动开启区域控制阀和高压细水雾泵组，主泵向开式喷头供水，喷雾灭火。 手动控制：当现场人员确认火灾且自动控制还未动作，可按下控制室内按钮盒上启阀和启泵按钮，启动系统，喷雾灭火。 机械应急操作：当自动控制与手动控制失效时，通过操作区域控制阀的手柄，打开控制阀，启动系统，喷雾灭火。

　　

　　4，2设计参数

　　1系统持续喷雾时间30min。

　　2最不利点喷头工作压力不低于10MPa。

　　4，3喷头选型

　　试验室车辆底部采用开式K．238微型喷头，喷头的安装间距为0．5m（可适当调整）。密集的微型喷头喷出密集的水雾，可快速扑灭汽车发动机火灾。

　　试验侧墙采用开式K=2．74喷头，喷头的安装间距不大于3．0m，不小于

　　2．0m，距墙不大于1.5m。喷头距地面3．4m。大流量的细水雾喷头喷出大量细水雾与汽车底部的微型喷头相互配合，对汽车形成全笼罩结构，可高效灭火。

　　4，4火灾探测器的选择

　　风洞测试仓内低温可达一40 ℃，高温可达℃，温度变化范围太大，不合适采用感温探测器。

　　风洞测试仓内进行空气动力实验时存在高速气流，易将火灾产生的烟雾吹散，因此也不适合采用感烟探测器。

　　火焰探测器感应的火灾参量包括火焰辐射强度和频率，不受环境温度和气流影响。而红外火焰探测器，由于其探测波长较长，较适合含碳类液体火

　　5结语

　　(1)通过火灾风险分析可见，相比传统的水喷淋和气体灭火系统，高压细水雾是更适合风洞实验室的自动灭火系统。

　　（2）通过分析可知，高压细水雾在风洞实验室低温环境下仍然可以正常运行并实现其良好的灭火功能。

　　〔3）风洞实验室内火灾探测器适宜采用防爆型红外火焰探测器。

　　4风洞实验室适宜设置一套开式局部高压细水雾系统，在车辆底部和侧墙分别布置细水雾喷头，形成全笼罩结构，从而实现较好的灭火效果。

　　5宜在控制室内设置消防报警主机、高压细水雾控制阀、高压细水雾按钮盒，系统需具备自动控制、手动控制和机械控制三种控制方式。

　　本文分析了汽车风洞实验室的火灾危险性以及高压细水雾在汽车风洞实验室应用的可行性，结合工程实例介绍了风洞实验室高压细水雾方案、设计参数、喷头选型、火灾探测器的选择、系统控制原理等。所给出的设计方案对细水雾在汽车行业其他实验室的应用具有参考价值。