摘要
火灾是威胁人类安全和社会发展的最主要灾害之一。而由快速发展的新能源产业引发的新型火灾场景对灭火剂提出了更高的要求，寻找一种灭火效率高、对环境无害、安全性好，无毒无残留的哈龙替代物，成为灭火剂领域的研究热点。干水是一种含水量极高，由疏水性粉末包裹液滴的核壳结构粉末，具有良好的流动性和分散性，在灭火剂领域具有巨大应用前景。本文以干水为研究对象，探索了干水的制备工艺，并采用不同灭火组分对其进行改性，制备了10种不同组分的干水样品，并测试了其主要物理性能。开展了A类木垛火和B类油池火的灭火实验，通过与干粉灭火剂的对比，评价了干水的灭火效能并分析了干水的灭火机理。开展了干水抑制锂电池热失控试验，并探索了干水释放压力和不同化学组分改性对其抑制效果的影响，初步揭示了干水对锂电池热失控的抑制机理，并基于试验结果分析了其局限性。主要结论如下： （1）通过表观和微观形貌观察，对比分析了固液配比、搅拌转速和搅拌时间等条件对制备干水的影响，并确定了干水制备的最佳条件为：固液配比1：13，搅拌转速11000rpm，搅拌时间10s。性能表征结果表明：干水的松密度较小，约为0.4g/ml；干水的粒径主要分布在100-400μm，该粒径区间的质量占比超过80%；干水的流动性较好，休止角约为30°，流出速度为1.47-1.91g/s；干水的保湿性不佳，在40℃下，48h的失水率达到30%左右。 （2）干水对A类木垛火和B类油池火的灭火实验结果表明：纯水干水、磷酸二氢铵改性干水、尿素改性干水及氢氧化镁改性干水均能扑灭正庚烷油池火，其中8%磷酸二氢铵改性干水的灭火效果最佳（灭火时间1.88s），优于干粉灭火剂。选用的8%磷酸二氢铵改性干水和纯水干水均能成功扑灭A类木垛火，且未出现复燃，而干粉灭火剂可以扑灭明火，但是出现复燃。其中磷酸二氢铵改性干水扑灭明火时间为8s，喷撒时间内木垛内部平均温降速率为10.92℃/s。 （3）18650型锂电池的热失控实验及干水抑制实验结果表明：干水对抑制18650型锂电池热失控具有积极作用，可以有效压制、减弱锂电池燃爆后的火焰，并成功中断了锂电池热失控的传播。在0.4MPa的释放压力下，8%磷酸二氢铵改性干水的抑制效果最佳，可以将2号锂电池的最高温度控制在60℃以内。
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