Aiming to explore the potential of siloxane-based Gemini surfactants in the development of environmentally friendly foam extinguishing agent to address the pollution caused by traditional fluorinated ones. A crucial step is to study the performance of binary mixed systems of siloxane-based Gemini and hydrocarbon surfactants in terms of surface activity, foamability, and foam stability. In this study, binary mixed systems of two types of siloxane-based Gemini surfactants and one siloxane surfactant with four different hydrocarbon surfactants are prepared. Parameters such as surface tension, foam height, drainage time, and coarsening rate are tested. The results show that the siloxane-based Gemini surfactant HY-4000 with double silane chains could effectively reduce the surface tension of hydrocarbon surfactants. In addition, the two types of Gemini surfactants performed better in enhancing the foamability of hydrocarbon surfactants. The siloxane OFX0193 even inhibits the foaming of cationic hydrocarbon surfactant CATC. Besides the HY-4000/APG0180 mixed system, the binary mixed systems of three silicone surfactants with AOS and APG0180 exhibit better foam stability, particularly the systems containing TEGO4100. For the coarsening process of foam bubbles, we develop a predictive model based on previous studies, where the relationship between bubble area and time follows a power function law. The findings of this study could provide guidance for the development of green foam extinguishing agent with siloxane-based Gemini and hydrocarbon surfactants as core components.

The underground power houses of pumped-storage power stations (PSPSs) are highly complex, with interconnected and multidimensional structures, including various tunnels, such as the main and auxiliary power houses (MAPH), main transformer tunnel (MTT), tailrace gate tunnel (TGT), access tunnels (ATs), cable tunnels (CTs) etc. During intensive civil construction and electromechanical installation, fire risk becomes particularly prominent. Current research mainly examines fire incidents within individual tunnels, lacking comprehensive analyses of smoke spread across the entire cavern network. Therefore, in this study, a numerical model of a cavern complex in a PSPS was established to analyze smoke behavior and temperature distribution under various fire scenarios. The results indicated that when a fire occurred in the MAPH, the fire risk was relatively higher compared to fires in other places. Using the example of smoke spread from the MAPH to the MTT, the smoke spread process through key connecting caverns was analyzed. Initially, the temperature and velocity were stable, and the CTs and traffic cable tunnel in the auxiliary powerhouse (TCTAP) were the main smoke paths. After 7 min, the heat release rate (HRR) became stable, and CTs and ATs became the main paths for smoke spread, which could provide a reference for improving fire design in underground cavern systems.