火源：100kW 丙烷 LPG 燃燒器

„ 撒水管路充填高壓氣

因本實驗僅在研究撒水頭之驅動，不涉及滅火，故撒水管路僅充入高壓氣，在 撒水頭作動後，不會有水噴出，故實驗中在第一顆作動後，不做關閉火源之動作，

持續燃燒令其他三顆撒水頭亦作動，其目的在觀察上層煙氣之移動狀況與撒水頭作 動時間之對應，並同時了解不同撒水頭作動條件之差異度。

此實驗共重複5 次，實驗細節如表 5. 1 所示，驅動時間指的是撒水頭玻璃球破 裂的時間。另外，取各實驗中，T1~T4 之熱偶樹中最上方的熱電偶（位於撒水頭旁 的熱電偶）繪製成說明圖如圖 4-1。各實驗中燃燒器位置皆在實驗場中心 M1 的位 置，撒水頭作動瞬間高壓氣噴出，管路壓力表所顯示的壓力會下降；另外，因為高 壓氣之噴出，冷卻撒水頭旁熱電偶的空氣溫度，使得熱電偶讀到的溫度突然降低，

所以可由驟降的溫度曲線看出作動的時間及溫度。

比較各實驗的溫度曲線圖，圗 5. 1，可以得知，溫度在 70 秒就超過 68℃但撒 水頭不會再68℃就被作動，另外，由驅動溫度之差異可推論，環境溫度並非判定撒 水頭是否作動的唯一標準。依熱傳導原理判斷，在環境溫度超過撒水頭設定的作動 溫度後，仍需一段熱傳的時間，撒水頭才會上升到設定的作動溫度，環境溫度越高 則熱傳越快。所以影響撒水頭作動時間的因素為環境溫度上升到撒水頭設定溫度之 速度以及環境溫度與設定溫度之差值。溫度線的陡降點是撒水頭作動的時間點。

撒水頭管路充高壓氣各實驗中，燃燒器皆位於房間正中央，理論上對空間中四

09/27/2006

S3 114 90.6

S1 121 101.2

S4 127 100.0

LPG-M1-A-2 M1

S2 159 91.7

09/27/2006

S4 127 104.7

S1 156 94.2

S3 162 104.8

LPG-M1-A-3 M1

S2 253 100.0

10/04/2006

S4 135 105.4

S3 146 101.4

S2 165 97.2

LPG-M1-A-4 M1

S1 172 95.2

10/04/2006

S4 99 102.9

S3 128 102.1

S1 132 102.3

LPG-M1-A-5 M1

S2 141 98.6

10/04/2006

0 50 100 150 200 250

„ 撒水管路充填高壓水

使用 100KW 丙烷燃燒器，撒水管路充填高壓水的實驗在不同的火源位置上共 作了12 次，如表 5. 2 所示。圗 5. 2~圗 5. 4 為各實驗中，四個撒水頭溫度上昇的曲 線。

(a) 火源位於實驗場中央

見圗 5. 2 左上角及表表 5. 2 之 LPG-M1-W，由溫度曲線看，T4 之上昇與 LPG-M1-A 相近，而其作動時間為 142 秒，比撒水管路中充填高壓氣之例慢了一些，

乃因撒水頭含水時熱容量變大之故。

(b) 火源位於實驗場壁面

探討火源位於壁面的實驗目前共作了三次，分別是於實驗模型的西牆、北牆和 東牆進行，實驗依火源位置編號為W1、W2、W3。當火源位於壁面時，火焰高度比 一般非位於壁面時高。圗 5. 2 右上，左下及右下分別繪出此三次實驗的溫度曲線。

因壁面引導熱氣流向上，故上煙層累積較快，可以觀察到撒水頭平均作動的時間約 為100 秒，比將火源置於 M1者要快了約40 秒。

(c) 火源位於 1 號角落，實驗編號：LGP-C1-W

探討火源位於角落之實驗目前執行了一次，為實驗模型的西牆與北牆之角落，

實驗編號C1。其溫度曲線如圗 5. 3 左上所示，在 75 秒時，S1即被作動，顯示角落 之火源其熱氣流相當集中，且穩定地上升。

(d) 作動時間比較

取M1、X1、W1；M1、X2、W2；M1、X3、W3三個軸向的實驗數據來作比較，

可以應證壁面效應的理論；火源在房間中心的實驗M，使撒水頭作動的時間與各軸 向的 W 實驗相除再平均，其值為 1.44237；實驗 X 與實驗 W 相比之平均值為 1.332639；實驗 W、X 與實驗 W 相比之平均值為 1.387504，與文獻中所提及，當 火源位於壁面時，上方煙層溫度會是一般煙層溫度的1.3 倍之理論頗為符合；也就 是說，當火源位於壁面時，所造成較高溫度的煙層會直接影響縮短撒水頭的反應時 間；而且，比較作動撒水頭較近的X 系列實驗，還比距離撒水頭較遠的 W 系列實 驗時間要長，可見壁面效應之影響。

比較撒水頭的反應溫度，發現其溫度範圍大致在99~105℃左右，就此推斷，一 般狀況下，當撒水頭旁的空氣溫度到達 100℃時，也約略是撒水頭作動的時機。而

卻，導致使撒水頭作動之熱傳完成時，空氣溫度仍然較低的緣故。另外，水管中充 水之實驗與水管中充空氣之實驗的推論作動溫度（90～100℃）要稍稍較高，或許 應證了水的吸熱影響。

表 5. 2 LPG 火源，撒水管路充水實驗 100KW 燃燒器(LPG),撒水管路充高壓水 編號 燃燒器

位置

被驅動 撒水頭

驅動時間 (s)

驅動溫度

(℃ ) 日期

LPG-M1-W M1 S4 142 102.7 09/27/2006 LPG-W1-W W1 S4 97 102.7 10/02/2006 LPG-W2-W W2 S2 91 99.0 10/02/2006 LPG-W3-W W3 S3 109 104.3 10/02/2006

LPG-C1-W C1 S1 75 106.9 10/02/2006 LPG-X1-W X1 S4 141 102.7 10/03/2006 LPG-X2-W X2 S1 123 104.8 10/03/2006 LPG-X3-W X3 S4 130 99.6 10/03/2006 LPG-Y1-W Y1 S1 61 83.4 10/03/2006 LPG-Y₂-W Y2 S2 96 102.7 10/03/2006 LPG-Y₁-W Z1 S1 73 99.0 10/03/2006 LPG-Y₂-W Z2 S2 92 83.7 10/03/2006

0 40 80 120

0 40 80 120

t(s)

0 30 60 90 120

T(

C)

0 40 80 120 160

t(s)

0 30 60 90 120 150

T(

C)

S₁, 61s, 83.4^oC S₂, 96s, 102.7^oC

S₁, 73s, 99.0^oC S₂, 92s, 83.7^oC

T₁ T₂ T₃ T₄

LPG-Y₁-W LPG-Y₂-W

LPG-Z₂-W LPG-Z₁-W

圗 5. 4 LPG-Y1、Y2、Z1、Z2-W 溫度曲線