Fire suppression system optimization : analyses and experiments

A fire extinguisher is a mobile device designed to extinguish fires by autonomous emission of suitable extinguishing agents, whose large-scale diffusion began only in the XX century. The following thesis presents a brief introduction concerning the different types of fire extinguishers on the market, briefly showing the operating modes. Then has been analysed a particular category of fire extinguishers, called aerosol fire extinguishers, from the point of view of the technology and the extinguishing mechanism, adding the applications and the limits of use. Starting from the experimental behaviour of the fire extinguisher, a thermal model has been developed and used in order to overcome the main issues of the system: the high surface temperature, the outgoing section of the extinguishing gases and the ignition system. All the proposed solutions have been verified through simple tests and numerical simulations, obtaining results that would allow the improvement of the current extinguisher.

Un estintore è un'apparecchiatura mobile destinata allo spegnimento di fuochi mediante emissione autonoma di sostanze estinguenti idonee, la cui diffusione su larga scala è iniziata solo nel XX secolo. La seguente tesi presenta una breve introduzione riguardante le diverse tipologie di estintori presenti sul mercato, mostrando brevemente le modalità di funzionamento. Si è scelto poi di analizzare una particolare categoria di estintori, chiamata erogatori antincendio ad aerosol, dal punto di vista della tecnologia e del meccanismo di estinzione, aggiungendo le applicazioni e i limiti d’utilizzo. Di questa categoria è stato studiato in modo approfondito un modello di erogatore aerosol di una particolare casa produttrice. Partendo dal comportamento sperimentale dell'estintore, è stato sviluppato ed utilizzato un modello termico per far fronte alle principali problematiche del sistema: l'elevata temperatura superficiale, la sezione in uscita dei gas estinguenti e il sistema di accensione. Tutte le soluzioni proposte sono state verificate tramite semplici pratici e simulazioni numeriche, ottenendo dei risultati che consentirebbero il miglioramento dell’estintore attuale.