消防服中热辐射防护论文

时间:2022-10-04 11:38:06

消防服中热辐射防护论文

1消防防护服介绍

1.1性能要求

消防员在消防救援过程中所面临的环境极其恶劣,所以消防防护服要具备一些特殊的性能,以保障作业的有效性和保护作业人员的安全。一般来说,它应须具备以下特征[5]:(1)阻燃性能。阻燃性是指织物遇到高温或火焰时难燃或不燃;织物着火时能遏制燃烧蔓延,并且火源一旦撤离能立即自行熄灭。消防救援中,如果消防员所穿的衣服具有良好的阻燃性能,就能够大大降低烧伤的程度,增加在火灾中的生存能力。(2)热防护性能。火灾现场大量的热量积聚会对救援人员的健康甚至生命安全造成严重威胁,因此消防防护服必须具备良好的热防护性能。在一般的火场救援中,热量传递一般是热对流热传导和热辐射的结合,因此根据消防防护服使用目的和环境的不同,应具有不同的热防护性能。(3)隔热性能。隔热性是指消防防护服必须具备良好的减缓和阻止热量传递的性能,避免热源对人体造成伤害。(4)防水透气性能。织物的防水透气性能包括两方面的性能,一方面是阻止外界水分通过织物,另一方面是指允许人体散发的热量通过织物的能力。

1.2性能测试

国内外热防护服防护性能测试方法的研究,着重于防护服阻燃性能和热辐射防护性能的测试和评价。其中最为重要的主要的测试方法和标准为极限氧指数法。阻燃性测试中最重要的方法为极限氧指数(LOI)是指试样在氧气和氮气的混合气体中,维持完全燃烧状态所需的最低氧气体积分数(见表1)。我国标准GB/T5454-1997《纺织品燃烧性能试验氧指数法》规定[6],试样恰好燃烧2min自熄或损毁长度恰好为40mrn时所需氧的百分含量即为试样的氧指数值。热辐射防护(TPP)是消防服必须具备的一项重要防护性能,TPP一般通过实验测试的方法得出,其测试方法是将试样水平放置在特定的热源上面,在规定距离内,热源以2种不同的传热形式:热对流和热辐射,另一侧的铜片热流计则测量试样背面的温度。测试时火焰与试样直接接触,到达织物表面的热流量达到84kW/m2。铜片热流计测量温度并得到升温曲线,将其与Stoll标准曲线比较可得到二级烧伤所需时间t2,从而可得TPP值[7]。

2应用分析

2.1案例介绍

易燃液体泄漏后,留到地面低洼处形成液池,遇点火源后发生火灾,即为池火灾。池火灾对周围危害主要为高强度热辐射,会引燃邻近其他可燃物,烧毁储罐,对周围人员造成直接伤害等等。本文以某化工企业的甲苯储罐泄漏形成池火灾为例,构建火灾辐射强度的计算模型。设该化工企业内有两个相同容积甲苯储罐,单罐容积为1000m3,储罐直径为16m,高5m,两储罐间距为6m。假设一个储罐发生泄露,在防护堤内形成一个当量直径为5m的液池,液池厚度约为20cm,遇到点火源后发生池火灾。

2.2危险性分析模型

池火灾危险性内容包括:燃烧速率、火焰高度、目标位置处的热辐射通量等等。

2.3防护效果分析

根据案例的实际情况和第2.2节中的计算模型计算可得,甲苯发生池火灾后,火焰高度为18.9m,总热辐射通量为3.1×105kW。本文以灭火救援人员为分析对象,以Nomex消防战斗服为例,对消防人员战斗服的辐射热防护性能效果进行计算。Nomex消防战斗服的热辐射防护性能和传递性能参数见表3。按照表3中Nomex消防战斗服的TPP值,取5次循环洗涤后的TPP=246.8kW·s/m2。

3结束语

本文首先对消防用防护材料的发展进行了介绍,为了保障消防人员在火灾场景中的安全与消防救援活动的顺利进行。消防防护服要具有阻燃性、热防护性、隔热性、防火透气性等功能。消防服防护性能的主要测试与评价标准为极限氧指数法,其重要的参数为热防护性能TPP。然后本文以某化工厂甲苯池火灾为例,设定了池火灾场景,建立火灾危险性计算模型,并对其危险性进行计算分析。得出结果:(1)在无防护情况下,池火灾火焰对人员的伤害的死亡半径、重伤半径、轻伤半径、分别为16.7m,25.1m,36.8m。(2)在消防服的保护下,池火灾火焰对人员的伤害的死亡半径、重伤半径、轻伤半径、分别为13.9m,16.7m,22.6m。

作者:酒晓辉 单位:庆阳市消防支队

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