民用航空发动机灭火剂喷射粒径特性试验研究

收稿日期:2023-05-28;修改日期:2023-09-26
作者简介:胡晓峰,上海交通大学博士,中国航发商用航空发动机有限责任公司高级工程师,研究方向为流体力学,航空发动机通风防火㊂
通讯作者:胡晓峰,E -m a i l :h u x i a o f e n g
190181@a c a e .c o m.c n
第32卷第4期2023年12月
火 灾 科 学
F I R ES A F E T YS C I E N C E
V o l .32,N o .4
D e c .2023
文章编号:1004-5309(2023)-0259-08
D O I :10.3969/j
.i s s n .1004-5309.2023.04.07民用航空发动机灭火剂喷射粒径特性试验研究
胡晓峰1*,邓 阳1,何 鹏1,蔡玉飞2
(1.中国航发商用航空发动机有限责任公司,上海,200241
;2.江苏科技大学能源与动力学院,镇江,212003
)摘要:基于激光粒度测量和粒子图像测速技术对民用航空发动机所用灭火剂在管路出口的粒径特征进行试验研究,选取H F C -125和H a l o n 1301两种灭火剂进行试验,分析灭火剂喷射过程的图像,并探讨了不同出口管径㊁出口压力以及温度对灭火剂粒径的影响规律㊂结果表明,灭火剂液滴会首先在扩散角边沿发生汽化现象,随后逐渐转变为气态,除喷嘴中心位置附近的液滴速度较大外,其他区域处的液滴速度分布较为均匀㊂进一步分析粒径的影响因素发现,随出口管径的增加,H F C -125灭火剂粒径在151μm~171μm 之间变化;随出口压力的增加,H F C -125灭火剂在0.6M P a ~0.8M P a 时,粒径会出现较大的峰值,而H a l o n 1301粒径的变化则较小;随着出口温度的增加,灭火剂粒径会显著减小,H F C -125和H a l o n 1301灭火剂粒径随温度升高的变化趋势基本一致㊂关键词:灭火剂粒径;H F C -125;H a l o n 1301;试验测量中图分类号:V 235.1;X 915.5 文献标志码:A
0 引言
航空发动机失火是民航常见事故之一,无论在飞行还是地面,发动机火灾均会对飞机及人员安全造成严重威胁㊂因此,各国民航管理机构都对民用飞机发动机短舱灭火系统的设计提出了具体要求,要求在发动机指定火区内必须配备灭火系统,同时灭火剂量㊁喷射速度及分布必须足于灭火,每次灭火剂喷射要求能提供熄灭该火区内的着火并能使复燃
的概率减至最小的灭火剂密集度[
1]㊂针对该条款要求,通常需要开展机内地面和飞行试验来确定舱内
的灭火剂浓度及持续时间能否满足要求[
2,3]㊂由于目前国内民航飞机灭火系统设计与国外成熟公司如
波音㊁空客等存在较大差距,在舱内灭火机理,灭火剂喷射及雾化参数基础数据库㊁灭火剂浓度扩散仿
真技术等方面的研究较为缺乏㊂为了降低取证风
险,避免开展多次飞行验证试验,因此需要在灭火设计阶段针对灭火剂浓度的评估建立有效可行的计算方法,以完善民用航空发动机灭火系统设计体系,支撑工程研发设计㊂
目前民用航空发动机灭火系统通常采用灭火效率较高的H a l o n 1301灭火剂㊂当灭火剂从喷嘴释放后,其物理现象的变化十分复杂,包括灭火剂液滴蒸发㊁破碎㊁融合等雾化现象,同时扩散过程具备非定常及气液两相流动特征,因此基于理论方法的计算难度较大,目前国内外主要采用C F D 对灭火剂浓
度进行仿真计算[4-6]㊂L e e [4]利用C F D 三维数值仿
真方法对某发动机短舱的灭火剂体积浓度进行了计算分析,获取了舱内灭火剂随时间的非稳态分布情况,并与试验结果进行了比较,其计算结果与试验结
果趋势基本一致,证明了三维C F D数值仿真方法可用于短舱灭火剂浓度的计算评估及灭火系统的优化设计㊂胡博和银未宏[5]利用F L U E N T软件对民用飞机发动机核心机舱和风扇舱的灭火剂浓度进行了三维C F D数值计算,获取了舱内灭火剂的分布云图,其结果显示随着时间的变化,灭火剂随气体的流动将向排气口扩散,在较短时间内灭火剂浓度能够达到较高的幅值且整场灭火剂浓度分布较为均匀㊂然而,在上述数值研究中,灭火管路出口灭火剂的初始粒径均设为假设值㊂美国标准与技术研究所的相关试验研究表明[7],灭火管路出口液相灭火剂粒径很大程度上影响液相表面的蒸发速率和气动力,进而导致短舱内部灭火剂浓度分布也存在显著差异㊂Z b e e b[8]利用水的喷射试验和仿真研究了液相灭火剂的扩散机理,其研究结果表明,较小的初始粒径可能有利于下游灭火剂的扩散㊂为了准确获取短舱内灭火剂浓度分布,需要对灭火管路出口灭火剂粒径特性开展进一步研究㊂
本文基于激光粒度测量和粒子图像测速技术(P a r t i c l e I m a g eV e l o c i m e t r y,P I V)建立了管路出口灭火剂喷射后的粒径测量试验方法,试验获取了管路出口灭火剂的粒径参数及灭火剂相变过程,并探讨了不同出口管径㊁出口压力及温度对灭火剂粒径的影响规律㊂由于H a l o n1301灭火剂会对臭氧层造成破坏,为了支撑后续民航发动机新型灭火剂的选型设计,本文同时也测量H F C-125的粒径特性㊂1试验设备及原理
灭火剂喷射粒径试验系统包含由灭火瓶㊁阀门㊁管路等组成的灭火系统以及由激光粒度仪㊁压力变送器㊁温度传感器㊁P I V设备等组成的测量系统㊂试验设备主要分为储罐区内设备和喷射区设备两部分,试验设备安装示意图如图1所示㊂
储罐区主要包含储罐环境室㊁灭火剂储罐㊁阀门及相关管道等㊂储罐环境室用于安装储罐和温度控制㊂喷射区主要包含喷射室㊁喷射管道及相关测量仪器等㊂喷射室用于喷射灭火剂和温度㊁压力㊁粒径及P I V的测量,测量设备试验台放置在喷射室外,可通过窗户观察喷射室内试验状况㊂管路出口粒径通过粒径W i n n e r319B激光粒度仪进行测量,粒子运动的流场轨迹通过P I V进行测量㊂
灭火剂喷射管路的布置图如图2所示㊂其管路总长度为4.0m㊂为了实现不同管径下灭火剂喷射粒径的测量,在距离管路出口1.0m位置附近进行了变径的法兰设计,以方便更换不同尺寸的管径㊂管路沿程共布置5个压力和温度传感器,测量管路压力和温度的变化
㊂
图1试验设备安装示意图
F i g.1S c h e m a t i c o f t h e e x p e r i m e n t a l s e t u
p
图2灭火剂喷射管路布局
F i g.2L a y o u t o f f i r e e x t i n g u i s h i n g p i p e l i n
e
图3管路出口粒径测量
F i g.3M e a s u r e m e n t o f d i a m e t e r s o f
p a r t i c l e s a t t h e p i p e o u t l e t
图3是管路出口灭火剂粒径测量的布局图,图3中左侧的铝板用来挡住P I V激光器的部分激光,避免P I V系统和激光粒度仪的激光相互干扰㊂其中P I V图像高度距离喷口10m m,激光粒度仪测量
062火灾科学F I R ES A F E T YS C I E N C E第32卷第4期
中心点高度距离喷口20m m㊂
试验测试的灭火剂类型为H a l o n1301和H F C-125㊂两种灭火剂的主要物性参数如表1所示㊂
表1灭火剂的物性参数比较
T a b l e1C o m p a r i s o n o f f i r e e x t i n g u i s h i n g
a g e n t s i n p h y s i c a l p a r a m e t e r s
灭火剂H a l o n1301H F C-125
化学式C B r F3C F3C H F2
摩尔分子质量148.9120.0
沸点ħ-57.8-54.7
液体密度g/c m31.581.19
饱和蒸气压k P a,20ħ1372.01205.0
灭火瓶体积为10L,初始填充的灭火剂质量为2k g,初始填充压力为1.0M P a~4.5M P a㊂通过控制管路出口直径㊁温度和出口压力,得到管路出口灭火剂粒径㊁粒子运动轨迹及二者的变化规律㊂出口温度和压力的控制通过改变灭火瓶的填充压力和温度实现㊂为保证出口压力一致,需保证每次喷射时灭火瓶的填充压力一致,出口压力通过在管路上布置的P P M-T330D压力传感器获取,测试时取喷射后的最大峰值为出口压力㊂其中出口喷嘴为直通管的形式,出口管径的变化范围为8m m~25m m,出口压力的变化范围为0.3M P a~1.4M P a,出口温度的变化范围为-25ħ~15ħ㊂
2试验步骤
主要的试验步骤如下:
(a)将灭火剂粒径测量试验系统按照图1所示进行连接,检查管路密封性,检查压力变送器与温度传感器,检查激光粒度仪及P I V测量设备,保证设备完好㊂
(b)检查灭火剂储罐的温度和压力是否符合设计值,记录当前工况的试验参数㊂
(c)打开测量软件准备记录数据,5s后打开气动阀释放灭火剂并进行测量,待灭火剂喷射停止后结束测量㊂
(d)改变不同出口压力和温度,重复步骤(a)~ (c)㊂
(e)更换不同内径的管路,重复步骤(a)~(d)㊂3试验结果分析
3.1有效性分析
为保障激光粒度仪测试的准确性,在试验开始前需要对激光粒度进行校准㊂选取标定粒子为25μm的标准乳胶微粒,测量获取平均粒径为24.79μm,相对误差小于1%,证明了测试设备的有
效性㊂标定结果如图4所示
㊂
图4激光粒度仪标定结果
F i g.4C a l i b r a t i o n r e s u l t s o f l a s e r p a r t i c l e a n a l y z e r
进一步验证试验的有效性,对单个工况开展重复性试验㊂选取的计算工况为:灭火瓶为15ħ,灭火管路出口压力为0.4M P a,出口管径为20m m,进行三次重复性试验测量,试验结果如表2所示㊂
表2重复性试验结果
T a b l e2R e s u l t s o f r e p e a t a b i l i t y t e s t s
序号
出口压力/
M P a
出口管径/
m m
灭火剂粒径/
μm 10.420331 20.420331 30.420348
如表2的试验结果所示,三次试验获取的灭火剂粒径最大误差小于5%,重复性结果良好,证明了试验方法的有效性㊂
3.2管路流阻特性分析
储存在灭火瓶中的液态灭火剂在释放过程中,需经过一段灭火管路,随后从灭火管路出口释放㊂因此本文首先对灭火管路中的流阻特性进行分析㊂图5为管路进出口压差随管路入口压力的变化㊂可以看出,对于H a l o n1301和H F C-125,随管路进口压力增加,进出口之间的压差均越大,相应的阻力损
162
V o l.32N o.4胡晓峰等:民用航空发动机灭火剂喷射粒径特性试验研究
失也越大㊂此外,进口压力与压差之间呈近似的线性关系,线性关系的拟合曲线如图5所示㊂对于
H a l o n 1301,线性拟合的R 2=0.911;对于H F C -125,线性拟合的R 2=0.868㊂H F C -125的曲线变化斜率较H a l o n 1301的曲线变化斜率更大㊂
图6为管路进出口压差与管路出口管径之间的变化关系㊂由图6可知,随管径的增加,进出口压差会在一定范围内波动,但整体上看,管径的变化对于管路进出口压差的影响较小,因此对管路流阻的影响较小
㊂
图5 进出口压差随入口压力的变化F i g .5 C h a n g
e o
f t h e d i f f e r e n c e b e t w e e n i n l e t a n d o u t l e t p r e s s u r e w i t h p r e s s u r e a t p i p
e i n l e
t 图6 进出口压差随管径的变化
F i g .6 C h a n g
e o
f t h e d i f f e r e n c e b e t w e e n i n l e t a n d o u t l e t p r e s s u r e w i t h p i p
e d i a m e t e r 图7和图8为H a l o n 1301和H F C -125灭火剂
管路沿程压力随时间的变化关系㊂其中P 0
为灭火
图7 H a l o n 1301管路沿程压力随时间的变化(灭火瓶温度-55ħ,管径25m m )
F i g .7 C h a n g e o f t h e p r e s s u r e a l o n g t h e p i p
e l i n e w i t h t i m e
f o rH a l o n 1301(t h e b o t t l e o f-55ħ,
t h e p i p e d i a m e t e r o f 25m m
)图8 H F C -125管路沿程压力随时间的变化(灭火瓶温度-55ħ,管径25m m )
F i g .8 C h a n g e o f t h e p r e s s u r e a l o n g t h e p i p e l i n e w i t h t i m e f o rH F C -125(t h e b o t t l e o f-55ħ,
t h e p i p e d i a m e t e r o f 25m m )瓶存储压力,P 1为管路入口附近压力,P 2为管路出口附近压力㊂从图7和图8中可以看出,在0.5s 时灭火瓶中的灭火剂开始释放,管路压力先增加后逐渐减小,最大值均接近灭火剂的饱和蒸气压,通过温度测点测量得到常温喷射下管路沿程温度在
-20ħ~15ħ之间,高于灭火剂沸点㊂由此可知,灭火剂流经管道的过程中,灭火剂已经开始蒸发,在
管路压力最大值处蒸发较为缓慢,而随之压力降低,同时沿程温度升高,蒸发效应逐渐加快㊂
3.3 灭火剂喷射的物理过程分析
图9为灭火管路出口H a l o n 1301灭火剂在管径25m m ,出口压力为0.6M P a 时的雾化及蒸发过
262火灾科学 F I R ES A F E T YS C I E N C E 第32卷第4期
程㊂从P I V 的拍摄结果(图9)可知,当灭火剂从储罐经由管道流出后,随着压力降低至低于该温度对应的饱和蒸气压时,液体就会进入热力学不稳定的过热状态,此时过热流体中会逐渐产生气泡㊂这个过程中,由于气泡从液体内部产生,产生的气泡会挤压液态灭火剂,从而使得灭火剂破碎成细小的液滴,形成液态颗粒(雾化过程)㊂液滴扩散会在管路出口形成一定喷射角,在扩散角边沿的液滴会随着压力降低首先蒸发为气体,随后中间区域的液滴开始汽化,在200m s 之后流场内的灭火剂全部转变为气体
㊂
图9 管路出口H a l o n 1301灭火剂雾化及蒸发过程F i g .9 A t o m i z a t i o n a n d e v a p o r a t i o n p r o c e s s f o r t h eH a l o n 1301a g e n t a t t h e p i p
e e x i
t 图10 管路出口H a l o n 1301灭火剂液滴的速度分布云图
F i g .10 V e l o c i t y d i s t r i b u t i o n c o n t o u r o f d r o p
l e t f o r t h eH a l o n 1301a g e n t a t t h e p i p
e e x i t 图10为15ħ环境温度下,管径25m m ,出口压力0.6M P a 时,H a l o n 1301灭火剂液体的速度分
布云图,该工况下灭火剂平均粒径测量结果为166μm ㊂从图10中可以看出在靠近喷嘴中心位置附近的液滴速度较大,垂向速度约为130m /s ,此时灭火剂具有较大的气液相对速度,韦伯数较大,液滴被气流加速;随着灭火剂粒子射流流动发展,粒子与周围大气相互作用,当速度较大时,产生卷吸等现象
(如图9),粒子沿径向扩散且速度衰减,随着垂向距
离的增加,液体离开了二次雾化占主导的区域,液滴动能由于碰撞及气流速度差的减小而减弱,因此速度分布沿径向趋于平缓㊂
3.4 管径对粒径的影响分析
不同管径下灭火剂粒径的对比结果如图11所示㊂其中测量结果均在15ħ环境温度状态,出口压力0.6M P a 时获取㊂X 50表示小于该粒径颗粒的
体积总和占全部颗粒体积的50%,X 90的含义与
X 50类似,而S M D 表示索特平均直径㊂本文主要的目的是获取灭火剂喷射后的平均粒径,并将该数
值用于后续灭火剂浓度扩散仿真的边界条件中,而X 50和S M D 值更能代表粒子的平均粒径,因此用其作对比分析㊂从图11的对比分析结果可知,随出口管径的增加,H F C -125灭火剂的X 90值出现了先增加后减小的震荡变化趋势,但X 50和S M D 平均粒径在151μm~171μm 之间变化,整体上无显著变化㊂这一现象表明当出口压力和温度一定时,管径的变化对灭火剂粒径的影响较小㊂
此外,从图11中还可以看出,H a l o n 1301灭火剂粒径整体上较H F C -125的粒径更小,表明其雾化更为剧烈㊂这可能是因为H a l o n 1301的相对分子
质量(148.9)较H F C -125的相对分子质量(120.0
)更大,相同质量的灭火剂气液两相混合物,相比于
H F C -125,H a l o n 1301的气体所占比重更多,气液质量比可能更大,较大的气液质量比使两相流体中的
相对速度增加,加强了气体对液体的剪切作用,同时气体体积孔隙率的增加,会使得气体在出口截面占据更大的截面积,加强了对液态灭火剂的挤压,使得
H a l o n 1301以更细更薄的形式喷出㊂此外,
H a l o n 1301的沸点(-57.8ħ)相对于H F C-125
沸点(-54.7ħ)更低,出口附近过热度更大,同时H a l o n 1301的饱和蒸气压力更大,在出口附近常压下的闪急沸腾现象更为剧烈,因而H a l o n 1301喷射后的一次雾化效果更好㊂
3.5 管路出口压力对粒径的影响分析
灭火剂粒径随不同管路出口压力的变化规律如图12所示㊂其中测量结果均在15ħ环境温度状
态,管径为20m m 时获取㊂从图12中可知,
对于H F C -125灭火剂,随出口压力的增加,S M D 和X 50均出现了先增加后降低的变化趋势,相较于S M D ,
X 50随压力增加引起的变化更为显著㊂其中,
出口压力在0.6M P a ~0.8M P a 时粒径值最大,S M D 为3
62V o l .32N o .4
胡晓峰等:民用航空发动机灭火剂喷射粒径特性试验研究
图11灭火剂粒径随管径的变化规律
F i g.11C h a n g e o f f i r e e x t i n g u i s h i n g a g e n t
d r o p l
e t d i a m e t e r w i t h p i p e d i a m e t e r
170μm,X50为263μm;出口压力高于或低于这一范围时,粒径值会相应降低㊂出现这一现象的主要原因是:当出口压力较小时,灭火剂内存在的气泡是影响粒径的主要因素[9],干度和含气量较大,因此灭火剂粒径较小;当管路出口的压力较大时,灭火剂过热度较大,喷射速度是影响粒径的主要因素,速度较高,粒径也较小;当压力处于0.6M P a~0.8M P a的范围时,灭火剂干度减小,同时速度增加不大,因此灭火剂粒径相对较大㊂而对于H a l o n1301来说,当出口压力大于0.7M P a时,出口压力变化对其粒径变化的影响较小,S M D变化范围在136μm~ 145μm之间,X50变化范围在178μm~212μm之间,X50的变化趋势与S M D基本一致,但数值始终在S M D的上方㊂
3.6管路出口温度对粒径的影响分析
灭火剂粒径随不同管路出口温度的变化规律如图13所示㊂此时管径为25m m,灭火剂出口压力为0.6M P a㊂其中出口温度通过控制存放灭火瓶的储存室温度实现,设置储存室的温度变化范围为-55ħ~15ħ,通过管路出口布置的温度测点信息,调节灭火瓶的储存温度,从而实现对管路出口温度的控制㊂
从图13可知,在-25ħ时,H a l o n1301的S M D 为224μm,而H F C-125的S M D为259μm㊂随着出口温度的升高,灭火剂平均粒径均逐渐减小㊂这一现象主要是因为当灭火剂出口温度越低时,灭火剂的过热度越小,更不容易发生相变和闪腾现象,
因
图12灭火剂粒径随管路出口压力的变化规律
F i g.12C h a n g e o f f i r e e x t i n g u i s h i n g a g e n t d r o p l e t
d i a m
e t e r w i t h p r e s s u r e a t t h e p i p e e x i
t
图13灭火剂粒径随管路出口温度的变化规律
F i g.13C h a n g e o f f i r e e x t i n g u i s h i n g a g e n t d r o p l e t
d i a m
e t e r w i t h t e m p e r a t u r e a t t h e p i p e e x i t
此灭火剂的出口粒径较大㊂对于H F C-125和H a l o n1301灭火剂,其粒径随温度升高的变化趋势基本一致㊂进一步分析了出口压力和温度耦合影响下的灭火剂粒径变化规律,如图14和图15所示㊂从图14和图15中可知,出口温度的变化对粒径的影响较出口压力更为显著,温度较高时,灭火剂平均粒径的数值越小,进而对粒子的扩散效应更为有利㊂4结论
本文通过灭火剂粒径测量试验获取了H F C-125和H a l o n1301灭火剂在管路出口的粒径参数特征,其中试验重复性结果良好,验证了试验结果的有效性㊂
通过灭火管路流动特性分析发现,进口压力与
462火灾科学F I R ES A F E T YS C I E N C E第32卷第4期
图14H F C-125S M D随管路出口温度及压力的变化规律
F i g.14C h a n g e o f S M D f o rH F C-125w i t h
p r e s s u r e a n d t e m p e r a t u r e a t t h e p i p e e x i
t 图15H a l o n1301S M D随管路出口温度及压力的变化规律
F i g.15C h a n g e o f S M D f o rH a l o n1301w i t h
p r e s s u r e a n d t e m p e r a t u r e a t t h e p i p e e x i t
压差之间呈近似的线性关系,其中H a l o n1301的线性化程度更高,但H F C-125的曲线变化斜率较H a l o n1301的曲线变化斜率更大㊂P I V测量结果发现,H a l o n1301在靠近喷嘴中心位置附近的液滴速度较大,垂向速度约为130m/s,且随着垂向距离的增加,速度分布沿径向趋于平缓㊂随管径的变化, H a l o n1301灭火剂平均粒径位于130μm~140μm 之间,而H F C-125的灭火剂平均粒径位于151μm~ 171μm之间;进一步分析粒径的影响因素发现,随出口压力的增加,在压力达到0.6M P a~0.8M P a 之间,H F C-125灭火剂粒径会出现较大的峰值,而H a l o n1301粒径的变化范围较小,集中在136μm~ 145μm之间;随着出口温度的升高,灭火剂粒径会随之显著降低,H F C-125和H a l o n1301灭火剂粒径随温度升高的变化趋势基本一致㊂对比两种灭火剂的雾化特征可知,H a l o n1301的沸点(-57.8ħ)相对于H F C-125沸点(-54.7ħ)更低,出口附近过热度更大,同时H a l o n1301的饱和蒸气压力更大,在出口附近常压下的闪急沸腾现象更为剧烈,因而H a l o n1301喷射后的一次雾化效果更好㊂文中测量获取的灭火剂粒径后续会作为二次雾化仿真的初始条件,灭火剂粒径越小,越有利于灭火剂在空间的扩散,因此灭火剂体积浓度会更大,灭火效果更好㊂由于试验条件及测量手段限制,本文未测量获取灭火剂喷出过程中的液相和气相灭火剂的流量,后续会针对灭火剂喷射中气液两相流出的质量开展进一步的试验和数值研究㊂
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f o r t h e f i r e e x t i n
g u i s
h
i n g a g e n t u s i n g i n c i v i l a i r c r a f t e n g i n e
H UX i a o f e n g1,D E N GY a n g1,H EP e n g1,C A IY u f e i2
(1.A E C CC o m m e r c i a l A i r c r a f t E n g i n eC o m p a n y L i m i t e d,S h a n g h a i200241,C h i n a;
2.C o l l e g e o f E n e r g y a n dP o w e r E n g i n e e r i n g,J i a n g s uU n i v e r s i t y o f S c i e n c e a n dT e c h n o l o g y,Z h e n j i a n g212003,C h i n a)
A b s t r a c t:
B a s e do nl a s e r p a r t i c l e m e a s u r e m e n ta n d p a r t i c l ei m a g ev e l o c i m e t r y t e c h n o l o g y,a ne x p e r i m e n t a ls t u d y o nt h e c h a r a c t e r i s t i c s o f j e t p a r t i c l e d i a m e t e r f o r t h e f i r e e x t i n g u i s h i n g a g e n t u s e d i n c i v i l a i r c r a f t e n g i n e s i s p r e s e n t e d.T w o t y p e s o f f i r e e x t i n g u i s h i n g a g e n t s,H F C-125a n dH a l o n1301,a r e c o n s i d e r e d.T h e j e t p r o c e s s o f t h e a g e n t i s a n a l y z e d b a s e d o n t h e i m a g e t e c h n o l o g y.T h e e f f e c t s o f d i f f e r e n t p i p e d i a m e t e r s,p r e s s u r e s,a n d t e m p e r a t u r e s a t p i p e e x i t s o n t h e a g e n t p a r t i c l e d i a m e t e r a r e s t u d i e d.T h e r e s u l t s s h o wt h a t t h ev a p o r i z a t i o no f t h e f i r e e x t i n g u i s h i n g a g e n t o c c u r s f i r s t a t t h e e d g e a r e ao f t h ed i f f u s i o n a n g l e,a n d t h e n t h e s e d r o p l e t s o f a g e n t w i l l b e c h a n g e d t o g a s.T h e v e l o c i t y d i s t r i b u t i o n o f d r o p l e t s i s f a i r l y u n i f o r ma t t h e e x i t a r e a,e x c e p t f o r t h e a r e a a r o u n d t h e c e n t e r o f t h e p i p e.F u r t h e r a n a l y s i s o f t h e e f f e c t s o n t h e p a r t i c l e d i a m e t e r f o u n d t h a t w i t h t h e i n c r e a s e o f p i p e d i a m e t e r,t h e p a r t i c l e d i a m e t e r o fH F C-125c h a n g e d i n t h e r a n g e o f151μm~171μm.W i t h t h e r i s e o f t h e p r e s s u r e a t t h e e x i t,f o rH F C-125,t h e p e a kv a l u e o f p a r t i c l e d i a m e t e rw i l l o c c u r b e t w e e n0.6M P a a n d0.8M P a,w h i l e f o r H a l o n1301,t h ec h a n g ec a nb en e g l i g i b l e.I na d d i t i o n,ad r o p o f p a r t i c l ed i a m e t e rv a l u ei sf o u n d w h e nt h et e m p e r a t u r e i n c r e a s e s.T h e c h a n g i n g t r e n d o f p a r t i c l e d i a m e t e rw i t h t e m p e r a t u r e f o rH F C-125i s a l m o s t i d e n t i c a l t o t h a t f o rH a l o n1301. K e y w o r d s:P a r t i c l e d i a m e t e r o f f i r e e x t i n g u i s h i n g a g e n t;H F C-125;H a l o n1301;M e a s u r e m e n t b y e x p e r i m e n t s
662火灾科学F I R ES A F E T YS C I E N C E第32卷第4期。