A Review of water mist fire suppression systems - fundamental studies

The progress on the research and application of water mist systems in fire suppression has been substantial over the last decade. To bring this work into focus, a review has been undertaken to identify future developments and potential efficacy improvements for water mist fire suppression systems. This paper, as a first step, provides a review of the fundamental research in water mist fire suppression systems. This includes a review of extinguishing mechanisms and the factors that influence the performance of water mist, such as spray characteristics, enclosure effects, dynamic mixing, the use of additives and methods of generating water mist. Recent studies on the use of computer modelling for the development of water mist fire suppression systems are also reviewed and discussed. The review shows that the extinguishing mechanisms and the role of spray characteristics in fire suppression have become well understood and identified. Water mist does not behave like a "true" gaseous agent in fire suppression. The effectiveness of a water mist system in fire suppression is dependent on spray characteristics (the distribution of droplet sizes, flux density and spray dynamics) with respect to the fire scenario (shielding of the fuel, fire size and ventilation conditions). Other factors, such as enclosure effect and the dynamic mixing created by the discharge of water mist, also affect the performance of water mist in fire suppression. A combination of experimental and computational modelling studies with validation by fire tests will make the development of water mist systems much more efficient and effective.Les progr\ue8s dans la recherche et l'application de syst\ue8mes d'extinction d'incendie par brouillard d'eau ont \ue9t\ue9 impressionnants ces dix derni\ue8res ann\ue9es. Une \ue9tude a \ue9t\ue9 men\ue9e pour donner toute leur importance aux travaux effectu\ue9s, explorer de nouvelles avenues et identifier les \ue9ventuelles am\ue9liorations \ue0 apporter \ue0 ces syst\ue8mes. Ce rapport est une premi\ue8re \ue9tape dans l'examen de la recherche fondamentale des syst\ue8mes d'extinction d'incendie par brouillard d'eau. Il comprend un examen des m\ue9canismes d'extinction et des facteurs qui influencent le rendement des syst\ue8mes d'extinction par brouillard d'eau, comme les caract\ue9ristiques de la vaporisation, les effets des compartiments, le m\ue9lange dynamique, l'utilisation d'additifs et les m\ue9thodes de production du brouillard d'eau. Le rapport examine et discute \ue9galement des \ue9tudes r\ue9centes sur l'utilisation de mod\ue8les informatiques dans le d\ue9veloppement de syst\ue8mes d'extinction d'incendie par brouillard d'eau. L'examen montre que les m\ue9canismes d'extinction et le r\uf4le des caract\ue9ristiques de la vaporisation dans l'extinction d'incendie sont bien compris et bien connus. Le brouillard d'eau ne se comporte pas comme un \uabv\ue9ritable\ubb agent gazeux dans l'extinction d'incendie. L'efficacit\ue9 d'extinction des syst\ue8mes par brouillard d'eau d\ue9pend des caract\ue9ristiques de la vaporisation (la distribution des tailles des gouttelettes, la densit\ue9 du flux et la dynamique de la vaporisation), eu \ue9gard au sc\ue9nario d'incendie (protection du combustible, taille de l'incendie et conditions de ventilation). D'autres facteurs comme l'effet des compartiments et le m\ue9lange dynamique cr\ue9\ue9 par la d\ue9charge de brouillard d'eau, influencent \ue9galement le rendement de l'extinction par brouillard d'eau. La combinaison d'\ue9tudes exp\ue9rimentales et de mod\ue9lisations informatiques, avec validation par des essais au feu, rendra la recherche sur les syst\ue8mes d'extinction d'incendie par brouillard d'eau plus efficace et plus efficiente.Peer reviewed: YesNRC publication: Ye