火灾是最为严重的灾害之一,而火灾烟雾又以其强烈的遮光性成为火灾中最为致命的因素。目前,全世界范围内未尝开发一种行之有效的技术手段。声波团聚技术是一种极具潜力的气溶胶预处理技术,本文以声波团聚技术为技术基础,以多种相态火灾烟雾为研究对象,以期探索可行的技术手段保障人民群众的生命安全。首先,本文以火灾烟雾主要产物炭黑作为固相烟雾的颗粒物,将连续流动状态作为模拟实际火场的团聚状态条件,烟雾在团聚室内受到声波作用时间约17 s,以水雾作为耦合条件,结合以声波团聚技术进行消烟实验。在初始烟雾浓度为50 g/m~3、水雾浓度为30 g/m~3、声功率10 W和声波频率1.5 k Hz条件下,火灾烟雾颗粒数目减少了80%以上,团聚效果远超单纯的声场条件。添加水雾后颗粒间的相对挟带系数增大,相对运动增强,透光率普遍得到提高。在1.5 k Hz频率下,烟雾透光率可高达95.1%。水雾液滴充当收集核,提高了气溶胶分散性,降低了声功率,并且液桥力使得团聚体结构不易发生破碎,有效提高了团聚效率。值得一提的是,在耦合水雾的声团聚消烟技术中,水雾浓度的大小需要加以控制,避免造成光线的二次遮挡。初始烟雾浓度越高,颗粒间距更小,往往团聚效率也越高。其次,火灾中同样含有大量液相为主的火灾烟雾,本文针对其设计了变频声波模式团聚烟雾,以连续变化的声波作用于粒径持续改变的液滴气溶胶。对比于定频声波,变频声波对液相火灾烟雾的团聚更为有效。同功率下6→1 k Hz变频声波处理30 s后相对液滴含量较6 k Hz定频声波低8.12%。由于气溶胶团聚过程中液滴粒径逐渐增大,最佳团聚频率向低频滑移,而变频声波能很好吻合此规律,对液滴颗粒的挟带作用一直保持较高的水平,液滴颗粒之间更易碰撞和团聚,提高了整体的团聚效率。与固相火灾烟雾同样的规律,在一定范围内,声功率越大,液滴气溶胶团聚也越快速。初始浓度越高,声波团聚速率越快,而最终的团聚处理效果较为接近。